Между тем остальной флот 16 июля снялся с якоря и, удалившись от канала Хиоса, разделился на две эскадры. Спиридов, теперь на «Европе», направился прямо к Лемносу с кораблями «Трех Святителей», «Св. Януарий» и «Св. Николай» (фрегат). Орлов повел свою эскадру – «Трех Иерархов», «Ростислав», «Родос» 60 (приз), «Гром», «Почтальон» 14 – между Митиленой и материком. По пути к нему присоединились три небольших фрегата, купленные в Триесте и Анконе, – «Победа», «Слава» 16 и «Парос» 10. Корабли Орлова достигли Лемноса 26 июля, вошли в залив Мудрое и обнаружили там «Трех Святителей». Оказалось, что остальные корабли Спиридова находятся у крепости Пелари, на другой стороне острова. Орлов оставил «Родос» и другие призы в заливе Мудрое и 29-го отправился с остальными кораблями на соединение с эскадрой Спиридова. 30-го весь русский флот, за исключением эскадры Эльфинстона, был сосредоточен в районе Пелари. 31-го «Гром» открыл огонь по турецким позициям, и на следующий день на берег высадились 1300 человек. «Ростислав» участвовал в обстреле 2 августа, а «Св. Януарий» – 3-го. После этого началась осада.

В августе и начале сентября в военно-морских операциях наступила пауза. 29 августа «Трех святителей» послали на Тасос для замены и ремонта мачт, 8 сентября туда же последовал Спиридов на «Европе». Новый фрегат, «Св. Павел», купленный в Ливорно, пришел 1 сентября, и 7-го Орлов перенес на него свой флаг. Грейг повел «Трех Иерархов» в бухту Сан-Антонио, что на южной стороне острова, впервые подняв свой флаг контр-адмирала, когда «Св. Януарий» присоединился к нему 10-го.

Блокада Дарданелл шла без инцидентов. 16 сентября вся эскадра Эльфинстона находилась в районе Имброса, и он решил отправиться к Лемносу за информацией и инструкциями. На следующее утро «Святослав» плотно сел на мель между Имбросом и Тенедосом. Сразу послали за помощью. С Лемноса подошел «Св. Януарий», а 22-го – «Надежда», «Не тронь меня» и пинка «Св. Павел» из эскадры Эльфинстона. Но ничего нельзя было сделать, и 8 октября корабль «Святослав» сожгли. Эльфинстон на «Не тронь меня» добрался до бухты Сан-Антонио 27 сентября, где его уже ждал Спиридов, два дня назад вернувшийся с Тасоса.

Осада Пелари завершилась оригинальным образом. 5 октября было достигнуто соглашение о капитуляции крепости. Однако в ночь перед капитуляцией Гассан-паша, ставший заместителем командира остатков турецкого флота, воспользовался ослаблением блокады, вызванной катастрофой «Святослава», чтобы прорваться к Лемносу с 23 судами разных типов и высадить сильный отряд. Хотя Орлов обладал превосходящими силами, он сразу снял осаду и 7-го погрузил свои войска на «Ростислав», «Не тронь меня» и «Гром». Тремя днями позже он прибыл в бухту Сан-Антонию на «Св. Павле» и поднял свой флаг на корабле «Трех Иерархов». На нем он вместе с кораблями «Ростислав», «Родос», «Гром», «Слава», «Победа», «Св. Павел» и мелкими призами 14 октября отбыл на Парос, чтобы выбрать подходящий порт для зимовки. Спиридов и Эльфинстон с кораблями «Европа», «Не тронь меня», «Св. Януарий», «Надежда» и разными вспомогательными судами 18 октября ушли на Тасос, где 30-го к ним присоединились «Трех Святителей» и «Св. Николай». «Саратов» и «Африка» тоже были отозваны из Дарданелл к Тасосу.