Вечером 14 июня броненосец в сопровождении миноносца пришел в Одессу и стал на внешнем рейде. На другой день в 6 часов утра вооруженная команда свезла на берег труп Вакуленчука. Он лежал на Новом молу с запиской на груди. «Г.г. одесситы, перед вами лежит труп зверски убитого старшим офицером броненосца «Князь Потемкин-Таврический» матроса Вакуленчука, за то, что он осмелился заявить, что борщ никуда не годится. Товарищи, осеним себя крестным знамением и постоим за себя. Смерть угнетателям, смерть вампирам, да здравствует свобода… Команда броненосца «Князь Потемкин-Таврический».
Попытки властей вступить в переговоры с бунтовщиками ничего не дали.
Около 10 часов утра миноносец, сопровождаемый паровым катером с вооруженными матросами, захватил у набережной Новой гавани груженный углем купеческий пароход «Эмеранс», с которого на броненосец было перегружено 15 тысяч пудов угля. В этот же день с утра на броненосец повалила публика: его буквально осаждали лодки, на которых преобладали лица в студенческой форме. Посетители произносили противоправительственные речи, стараясь еще больше разжечь мятежное настроение команды. В числе посторонних штатских лиц поднялись на борт члены социал-демократической партии Бунда: Абрам Березовский под кличкой «Кирилл», Константин Фельдман, назвавшийся студентом «Ивановым», и Плесков, представившийся «Афанасием». Переодевшись в матросскую форму, они остались на броненосце. «Афанасий» вскоре сошел на берег и на броненосец не вернулся.
Около 6 часов вечера на рейд из Николаева пришло судно «Веха». Став на якорь, командир «Вехи» полковник корпуса флотских штурманов Эйхеп, ничего не подозревая, направился на броненосец с рапортом. Едва он поднялся на палубу «Потемкина», как был окружен вооруженными бунтовщиками, которые отняли у него саблю, сорвали погоны, связали и отвели в адмиральское помещение. Затем на броненосец доставили всех офицеров «Вехи» и судовую кассу — 1400 руб. казенных денег. Главари хотели учинить расправу над офицерами, но большинство команды этому воспротивилось. Около 9 часов вечера того же 15 июня офицеры «Вехи» съехали на частных лодках на берег, а утром 16 июня были освобождены и офицеры «Потемкина». Бунтовщики не отпустили лишь офицеров, нужных для управления кораблем: прапорщика Алексеева, поручика Коваленко, подпоручика Калюжного и лекаря Головенко. В это же время освободили и кондукторов, которым под страхом смерти запретили вмешиваться в дела комиссии. На «Веху» с «Потемкина» перевезли двенадцать больных и раненых матросов.
16 июня во время похорон Вакуленчука улицы, ведущие к порту, были заняты войсками. Участвовавшие в похоронах двадцать потемкинцев были задержаны и арестованы.
Фельдман при помощи Матюшенко собрал команду и объявил: на берегу восстание против правительства; армия готова к нему присоединиться и ожидает только сигнала с «Потемкина». Таким сигналом должна стать бомбардировка Одессы из всех орудий броненосца. То же самое говорили и «Кирилл» с Матюшенко. Они уговорили команду, которая решила обстрелять дом командующего войсками и городской театр, где, по утверждению «Кирилла», заседали городские власти. Снявшись с якоря и отойдя на некоторое расстояние, броненосец открыл огонь, сделав три холостых и два боевых выстрела, один из них — разрывным снарядом. После этого броненосец стал на якорь на прежнем месте.
17 июня в 12 часов дня к Одессе подошла эскадра под командованием вице-адмирала Кригера в составе 5 броненосцев и 6 миноносцев. «Потемкин» снялся с якоря и в полной боевой готовности пошел навстречу эскадре. Не исполняя сигналов адмирала и продолжая идти полным ходом, «Потемкин» прорезал строй эскадры. При расхождении потемкинцы кричали «ура». В ответ раздались приветственные крики с броненосца «Георгий Победоносец». Повернув на 16 румбов, эскадра пошла за «Потемкиным», который, заметив этот маневр, повернул обратно и, снова пройдя строй эскадры, пошел к Одессе. В это время на «Георгии Победоносце» тоже вспыхнул мятеж; команда, завладев кораблем, вывела его из строя эскадры.
После ухода эскадры к «Георгию Победоносцу» подошел миноносец № 267, с которого на палубу броненосца поднялись вооруженные матросы и с ними «Кирилл» Березовский, Фельдман и Матюшенко. В своих речах они убеждали команду «Георгия Победоносца» присоединиться к «Потемкину» и арестовать всех офицеров. Но большая часть команды «Георгия Победоносца» отказалась перейти на сторону бунтовщиков. Броненосец снялся с якоря и двинулся в море для следования в Севастополь. На мачте «Потемкина» взвился сигнал: «Буду стрелять». «Георгий Победоносец» повернул обратно и, пройдя мимо «Потемкина», полным ходом пошел на Одессу. Пленница «Потемкина», «Веха», воспользовавшись темнотой, ускользнула в Очаков, а оттуда в Николаев.