Русский флот, помимо 24 небольших судов, не имевших большого военного значения, состоял из 12 кораблей: двух 66-пушечных – «Преображение Господне»19 и «Св. Павел»; двух 50-пушечных – «Св. Андрей» и «Св. Георгий»; и восьми 40-пушечных фрегатов – «Берислав», «Фанагория», «Стрела», «Легкий», «Кинбурн», «Таганрог», «Перун», «Победа». Флотом командовал контр-адмирал граф Войнович, а его заместителем был капитан-бригадир Ушаков. У турок было 17 линкоров (пять из них 80-пушечные), 8 фрегатов, 3 бомбардирских корабля и 21 шебека. Если не считать малый флот обеих сторон, турки имели превосходство в силе по крайней мере 2:1.
Войнович сформировал линию на левом галсе, двигаясь сначала на норд-ост, потом на зюйд-ост – по мере изменения ветра. Примерно в два часа пополудни турки начали спускаться под ветер, чтобы атаковать со своей позиции с наветренной стороны. Русским представлялось, что они атакуют двумя группами, но, вероятно, такое впечатление создалось из-за промежутка в линии. Сражение началось после трех часов пополудни.
Два ведущих русских корабля, «Берислав» 40 и «Стрела» 40, вынудили своих непосредственных противников повернуть на другой галс и покинуть линию, но и сами они оказались под угрозой быть отрезанными. Однако эта угроза была ликвидирована оперативными действиями Ушакова, который прибавил паруса на «Св. Павле» и закрыл прореху в линии. Теперь капудан-паша лично устремился в атаку на русских, а вице- и контр-адмирал навязали бой флагману Войновича «Преображение Господне» 66.
Турецкий флагман оказался ничуть не более удачливым, чем его предшественники; ему тоже пришлось повернуть на другой галс, при этом понеся нешуточные потери, и, наконец, незадолго до пяти часов турки ушли, потеряв одну шебеку. Русские потеряли всего 7 человек убитыми и ранеными, так что это первое сражение Черноморского флота в открытом море, вероятнее всего, не было ближним боем. Самые большие повреждения получили «Берислав» 40 и «Фанагория» 40.
На следующий день, 15 июля, турецкий флот находился на некотором расстоянии к северу. Войнович отдал приказ идти на восток, и на рассвете 16-го флот оказался в пределах видимости мыса Тарханкут, самой западной точки Крыма. В одиннадцать часов были замечены турки – они находились с наветренной стороны и шли курсом норд-норд-ост, при этом дул северо-западный ветер. Войнович сразу приказал идти в том же направлении. Капудан-паша вскоре изменил курс на южный, и Войнович сделал то же самое. 17-го оба флота придерживались южного направления, хотя ветер был очень слабым. Наконец, на закате, когда русские подошли к мысу Херсонес, что возле Севастополя, турки повернули на запад. 18-го они скрылись из вида. Войнович отправил 4 фрегата – «Берислав», «Фанагория», «Стрела» и «Кинбурн» – в Севастополь для ремонта, а через несколько дней за ними последовал и весь остальной флот.