Количество погибших турецких моряков осталось неизвестным. Противнику было не до спасения экипажа «Реал-Мустафы». Двойной взрыв и гибель флагманского корабля настолько деморализовали подавляющее большинство личного состава неприятельских судов, что флот перестал повиноваться Гассан-паше. В подчинении у турецкого флагмана оказался лишь 100-пушечный корабль «Капудан-паша» и две каравеллы, которые еще продолжали артиллерийскую дуэль с кораблями русского авангарда и кордебаталии, обстреливая преимущественно «Три Святителя» и «Три Иерарха». Остальные суда турецкого флота в беспорядке покинули боевую линию и, кто как мог, торопились уйти в Чесменскую бухту.

Стойкости у Гассан-паши хватило ненадолго. В половине второго последние корабли противника вышли из боя и укрылись в Чесменской бухте. (В античные времена Чесма именовалась Эфесом.)

За исключением «Св. Евстафия» потери наши были весьма незначительны. Больше других пострадал корабль «Три Святителя»: из-за перебитых брасов его снесло в середину турецкого флота, где в дыму кроме неприятельского огня он попал под выстрелы нашего флагманского корабля «Три Иерарха». Корабль «Три Святителя» получил несколько пробоин в корпусе, рангоут и такелаж его были перебиты ядрами, и потеря людей убитыми и ранеными достигала 30 человек, тогда как на остальных судах она не превышала 12.

На следующий день (25 июня) корабли «Святосла» и «Три Иерарха», а также пакетбот «Почталион» вели перестрелку с турками у входа в бухту. Стрельба велась с больших дистанций и не причинила особого вреда ни одной из сторон.

Тем временем Алексей Орлов собрал военный совет, на котором было решено использовать против турок брандеры. В брандеры решили обратить четыре греческих портовых судна. Снаряжение этих судов зажигательными веществами было поручено бригадиру Ганнибалу.

Командирами брандеров решено было назначить «охотников» (добровольцев) из артиллерийских офицеров. Среди таковых были отобраны капитан -лейтенант Дугдэль, лейтенанты Ильин и Мекензи, мичман Гагарин.

Атаку турецких кораблей в Чесменской бухте должны были произвести корабли «Европа», «Ростислав», «Не тронь меня», «Саратов»; фрегаты «Надежда Благополучия», «Африка» и бомбардирский корабль «Гром».

Воспользовавшись полнолунием, русские корабли начали атаку в полночь с 15 на 16 июня. Первые полчаса вела огонь одна «Европа», но к часу ночи огонь открыли все русские корабли.

Где-то в половине второго ночи выстрелом из мортиры был подожжен первый турецкий корабль. Грейг писал: «В это время каркас, брошенный с бомбардирского корабля, упал в рубашку грот-марселя одного из турецких кораблей; так как грот-марсель был совершенно сух и сделан из бумажной парусины, то он мгновенно загорелся и распространил пожар по мачте и по такелажу; грот-стеньга скоро перегорела и упала на палубу; отчего весь корабль тотчас же был объят пламенем».

В этот момент с «Ростислава» было запущено две ракеты — сигнал брандерам начинать атаку. Первым двинулся брандер капитан- лейтенанта Дугдэля. Но он не успел пройти и половину расстояния, разделявшего русские корабли и противника, как был перехвачен двумя турецкими галерами. Дугдэль приказал экипажу прыгать в лодку, шедшую на буксире за брандером, а сам поджег его. Брандер был мгновенно объят пламенем. Но турецкие галеры быстро отошли от него.

Вторым предпринял атаку брандер под командованием лейтенанта Мекензи. Ему удалось достичь первой линии неприятельских судов, но его из-за неудачного маневра прижало к борту уже горевшего турецкого корабля, на который попали пылавшие обломки рангоута соседнего судна. И все же команда брандера успела покинуть его и благополучно возвратиться к месту якорной стоянки судов объединенной эскадры.

Где-то в 1 ч 35 м — 1 ч 50 м ночи в атаку вышел третий брандер под командованием лейтенанта Ильина. Неудача, постигшая Дугдэли и Макензи, так подействовала на Грейга, что он не удержался и крикнул Ильину, когда тот вел свой брандер мимо «Ростислава»: «Не под каким видом не зажигайте, пока не сцепитесь с неприятелем!» Лейтенант Ильин блистательно выполнил эту задачу: он подошел к головному турецкому кораблю борт о борт, схватился с ним, зажег брандер и, отъехав на шлюпке, еще остановился посмотреть, каково будет действие.

Справедливости ради следует сказать, что к началу атаки третьего брандера уже горела половина турецкого флота. Огонь с такелажа, рангоута и парусов корабля, подожженного «Громом», попал на соседние два корабля, а те, в свою очередь, распространили пожар далее.

Четвертый брандер мичмана Гагарина сцепился с уже горевшим турецким кораблем. Вскоре корабль, зажженный Ильиным, взорвался, разметав пылающие обломки на палубы стоявших рядом кораблей.

К трем часам ночи пожар на турецких кораблях сделался всеобщим. Турки прекратили всякое сопротивление даже на тех кораблях, которые еще не загорелись. Грейг писал: «Легче вообразить, чем описать, ужас, остолбенение и замешательство, овладевшие неприятелем: целые команды в страхе и отчаянии кидались в воду, поверхность бухты была покрыта множеством спасавшихся людей, но немного из них спаслось». Огонь с наших судов в это время по приказанию Грейга был прекращен.

В 4 часа Грейг, видя что два наветренных турецких корабля, фланкировавшие линию турецких кораблей с севера, целы, отрядил присланные с эскадры гребные суда для вывода их из бухты. Уже оба корабля были на буксирах шлюпок, но на один из них попали обломки взорвавшегося корабля, бывшего рядом. Этот корабль сам загорелся, был брошен и затем взорвался. Другой же корабль (60-пушечный «Родос») был выведен из бухты и доставлен победителю. Кроме того, гребные суда успели вывести пять больших турецких галер.

К утру у турок сгорело четырнадцать кораблей, шесть фрегатов и до пятидесяти малых судов.

Потери русских были весьма малы: на корабле «Европа» было 3 убитых и 6 раненых, в корпусе 14 пробоин, из них 7 подводных; на корабле «Не тронь меня» 3 раненых; на корабле «Ростислав» не было ни убитых, ни раненых, но перебито несколько рангоутов, парусов, снастей, да одно 18-дюймовое каменное ядро пробило обшивку; на других судах потерь не было.

Екатерина была в восторге от Чесменской победы. Она писала Румянцеву: «Ничего знаменитее, кажется, в той стороне быть не может. Дивен Бог в чудесах своих!» Граф Алексей Орлов получил орден Св. Георгия 1-й степени и титул Чесменского; адмирал Спиридов — орден Св. Андрея Первозванного; капитан-командор С. К. Грейг — орден Св. Георгия 2-й степени.

После Чесмы турки были в панике. Известный французский инженер барон Тотт, направленный королем в Турцию специально для укрепления Дарданелл, писал, что тамошние батареи были в ужасном состоянии, и русский флот легко мог пройти пролив и подойти к Стамбулу.

Позже русские, а затем советские историки подвергли сомнению данные Тотта. Как писал С.М. Соловьев: Тотту «было поручено укрепить Дарданеллы и, следовательно, было выгодно представить прежние оборонительные средства в самом жалком виде». Но, увы, Тотт оказался прав.

Еще в 1453 г. султан Махмет II построил замки Султане-Кале и Килидель-Бахр. Первый — четырехугольный с восемью башнями, второй — пятиугольный с тремя круглыми башнями и с двумя сомкнутыми внутренними укреплениями (редутами).

Султан Махмет IV в 1658 г. для противодействия венецианскому флоту, тогда очень могущественному, усилил старые замки, а в устье пролива у Архипелага построил два новых: Кум-Кале — прямоугольник с девятью башнями вроде бастионов в Седель-Бахр (или Иени-Кале) — шестиугольнике семью круглыми и одной четырехугольной башнями.

В 1770 г. турки под руководством барона Тотта приступили к постройке пятого замка Эски-Гисарлих немного севернее Ссдель-Бахр.

Остальные четыре замка (кроме Кум-Кале) были усилены еще и земляными батареями.

Но лишь старые замки Султане-Кале и Седель-Бахр, простроенные в таком месте, где ширина пролива равна 1195 м, обстреливали фарватер перекрестным огнем с малой дистанции. Выстрелы же новых замков при ширине пролива до 4 км не достигали фарватера.