О его перемещении было известно лишь то, что он удалился от Тенедоса в западном направлении, и в любом случае, следуя на север, русские окажутся на позиции, позволяющей им перерезать путь в Дарданеллы. Сенявин воспользовался преимуществом восточного ветра, взял курс на Имброс, а оттуда, уверенный, что наконец занял нужную позицию, вернулся к Лемносу. Вечером 30 июня русский флот находился в шести милях к северу от острова, и на следующее утро русские заметили вражеский флот, расположившийся у западной его оконечности, то есть с подветренной стороны.

Далее следуют списки обоих флотов, но надо отметить, что список турецкого флота получен исключительно из русских источников, и названия кораблей претерпели процесс двойной транслитерации или даже тройного перевода, прежде чем приняли приведенную ниже форму. Даже прибегнув к помощи турецких ученых, невозможно быть уверенным в точности всех названий. У русских было два 84-пушечника, шесть 74-пушечников, два 64-пушечника. У турок был один 120-пушечник, шесть 84-пушечников и три 74-пушечника, а также пять тяжелых фрегатов и пять судов небольшого размера. Грубо говоря, соотношение сил было 750 орудий у русских против 850 орудий на турецких линкорах, или 1200 на всех кораблях.

Русский флот: «Рафаил» 84, «Уриил» 84, «Твердый» 74 (Сенявин), «Селафаил» 74, «Ярослав» 74, «Св. Елена» 74, «Мощный» 74, «Сильный» 74, «Ретвизан» 74 (Грейг), «Скорый» 64.

Турецкий флот: «Масудия» 120 (флагман 1), «Садд-аль-бахр» 84 (флагман 2), «Анкайи бахри» 84, «Таус и бахри» 84, «Тевфик-нума» 84, «Бишарет» 84, «Килид-и бахри» 84, «Сайяд-и бахри» 74, «Гульбанг-и-Нусрат» 74, «Джебель-андаз» 74, «Мескени-гази» 50, «Бедр-и Зафар» 50, «Факих-и зафар» 50, «Нессим» 50, «Искендерия» 44, «Метелин» 32, «Рахбар-и алам» 28, «Денювет» 32, «Аламат и Нусрат» 18, «Меланкаи» 18.

Оба флота были несколько необычно организованы. Турки были на правом галсе в обычной одинарной линии, но их флагманы находились в центре линии, а перед ними и за ними – два коммодора, или старших офицера. Один линкор выступал в роли наблюдателя и находился на некотором расстоянии от других на северо-востоке, так что, когда начался бой, в линии было девять линкоров. Утверждают, что тяжелые корабли тоже были включены в линию и могли принимать участие в сражении, однако русские планы показывают их во второй линии с подветренной стороны. Возможно, они были близко к линии ветра на позициях, позволявших им стрелять через промежутки.

Диспозиция Сенявина напоминала диспозицию Нельсона во время Трафальгарского сражения, но с небольшим усовершенствованием: два флагмана находились почти в конце каждой линии, а не в авангарде. В дивизии Сенявина были следующие корабли: «Рафаил», «Селафаил», «Мощный», «Твердый», «Скорый», а в дивизии Грейга – «Св. Елена», «Сильный», «Уриил», «Ярослав», «Ретвизан». Судя по позициям, занимаемым каждым кораблем в ходе сражения, ясно, что линия Сенявина располагалась справа, а Грейга – слева. Обе линии должны были взаимодействовать и поддерживать друг друга. Согласно предварительно разработанному плану, первые шесть кораблей должны были сформировать пары, по одному кораблю из каждой дивизии, и каждая пара должна атаковать один из турецких флагманов.