В третьем часу дня Ушаков поднял сигнал «спускаться на неприятеля». Русские корабли подошли на ближнюю дистанцию и открыли сильный огонь по всей турецкой линии. Хорошо обученные и закалённые в боях с турецким флотом, русские канониры с удивительным хладнокровием и точностью наводили свои пушки и с короткой дистанции обрушивали на противника смертоносные залпы.
Турки, по опыту знавшие силу русского огня, не смогли и на этот раз долго противиться ему. «Не стерпя жестокого огня, с великою силою на него производимого, — читаем в флагманском журнале, — противник начал уклоняться под ветер», т. е. уходить от боя.
На флагманском корабле Ушакова всё время держался сигнал о преследовании противника. Русские моряки, воодушевлённые первым успехом, чувствуя свое моральное превосходство над многочисленным турецким флотом, на всех парусах теснили противника, непрерывно поражая его корабли из пушек всех калибров.
К пяти часам вечера турецкая линия баталии была разбита, и противник стал в беспорядке уходить. По приказанию Ушакова авангард и кордебаталия сосредоточили огонь по турецким флагманам, которые находились среди передовых самых сильных кораблей. Удар по передовой части турецкой линии был дружным и сокрушительным. Лучшие русские корабли «Рождество Христово», «Преображение», «Александр» и другие подходили вплотную к турецким кораблям и били их в упор залпами целых бортов. Более всех пострадали корабли капудан-паши и адмирала Сеид-Бея. Лучшая часть турецкого флота дрогнула и стала беспорядочно отступать в сторону Дуная. Это окончательно расстроило турецкий боевой порядок. Все суда султанского флота бежали, спасаясь от преследования страшною «Ушак-паши».
Погоня за отступавшим противником продолжалась до восьми часов вечера. И на сей раз капудан-паша ушёл от полного разгрома лишь благодаря лучшему ходу кораблей и ночной темноте. Русский флот оставался в море под парусами. К ночи ветер стал крепчать, появилась крупная волна. Пришлось бросить якорь. Часть мелких крейсерских судов ушла к берегам Очакова и там укрылась от ветра.
На рассвете 29 августа на русских кораблях заметили недалеко лавирующий турецкий флот. Он был настолько рассыпан, что некоторые его суда находились у русских под ветром на очень близком расстоянии.
К удивлению и беспокойству Ушакова, когда рассвело, выяснилось, что фрегат «Амвросий Медиоланский» стоит среди группы турецких судов. При спущенных флагах турки, видимо, считали его своим. Выдержка и находчивость командира капитана 2-го ранга Михаила Нелединского спасла фрегат от плена. Нелединский, не поднимая флага, снялся с якоря вместе с турецкими судами и некоторое время шёл с ними, а затем отстал, поднял русский флаг и благополучно присоединился к своему флоту.
