Между тем на русской эскадре вечером 24 июня, сразу же после отступления противника в Чесменскую бухту, собрался военный совет, на котором были обсуждены итоги дневного боя и принят план дальнейших действий. Наблюдение за расположением и состоянием неприятельского флота,, укрывшегося в Чесме, явно показывало, что он сильно поврежден, деморализован, а корабли очень сильно скучены. «В бухте они, - писал С. П. Хме-тевский о турецких кораблях, - так затеснились, что друг друга давили»1. На военном совете было решено не давать врагу передышки и атаковать его непосредственно в Чесменской бухте.
Русская эскадра расположилась перед бухтой, заблокировав в ней весь неприятельский флот. Бомбардирский корабль «Гром» был выдвинут вперед от линии русских кораблей и начал обстрел бухты с дальней дистанции. Бригадиру морской артиллерии И. А. Ганнибалу была поручена подготовка брандеров для атаки неприятеля.
На следующий день брандеры были подготовлены; их снарядили из небольших парусных шхун, наполненных порохом и смолой; в команды назначили матросов, добровольно вызвавшихся на трудное и опасное дело. По эскадре был отдан боевой приказ. В нем требовалось: «Около полуночи подойти к турецкому флоту в таком расстоянии, чтобы выстрелы могли быть действительны не только с нижнего дека, но и с верхнего»2. Из-за узкого входа в бухту для атаки неприятельского флота предназначалась не вся русская эскадра, а отряд из четырех линейных кораблей и двух фрегатов.
Турецкое командование непрерывно усиливало защиту Чесменской бухты. На береговые батареи, расположенные у входа, с кораблей свозились орудия. Неприятельская артиллерия вела обстрел русской эскадры. Но подготовка русских кораблей к атаке не ослабевала. К вечеру 25 июня командиры кораблей доложили о готовности к бою.
Около полуночи на флагштоке линейного корабля «Ростислав» мелькнули три фонаря; это был сигнал приготовиться к атаке. Линейные корабли «Европа», «Не тронь меня», «Ростислав», «Саратов», бомбардирский корабль «Гром», фрегаты «Африка» и «Надежда» с четырьмя брандерами при легком северном ветре стали сниматься с якоря. В полночь они подошли к входу в бухту. Вначале их подход оставался незамеченным для противника, однако при приближении к береговым батареям турки обнаружили их. На вражеских батареях и кораблях прозвучал сигнал боевой тревоги.
Русские корабли под жестоким обстрелом неприятеля шли вперед. Впереди находился линейный корабль «Европа» под командованием Клокачева; он уверенно двигался навстречу огненной лавине неприятельских снарядов, миновал береговые батареи, приблизился к входу в Чесменскую бухту и вступил в бой с неприятельским флотом.
Вслед за «Европой» к Чесменской бухте прорвались корабли «Ростислав», «Не тронь меня», «Саратов» и также начали обстрел неприятельского флота; фрегаты «Африка» и «Надежда» расположились у входа в бухту и стали действовать по береговым батареям. «С большим воодушевлением, - писал участник сражения, - шли наши суда в гавань навстречу целому морю огня с неприятельских судов и батарей, Став на якорь, они взяли на прицел самые крупные из неприятельских кораблей, и их ядра, как дождь, стали барабанить по турецким судам, а бомбы летали по воздуху как сказочные метеоры»1.
Разгорелся ночной бой. На расстоянии всего 200 метров от вражеской эскадры русские корабли вели беспрерывную кано -наду. Вскоре на одном турецком корабле в середине неприятельского флота загорелся грот-марсель2, огонь пошел кверху по мачтам и реям: весь корабль занялся пламенем и взлетел на воздух. Его горевшие обломки «неслись в воздухе с огнем и падали на стесненно стоявшие прочие неприятельские корабли». Почти в ту же минуту загорелись еще два корабля, после чего «в ужаснейшем смятении один от другого все прочие объяты были пламенем»
Около двух часов ночи, когда взорвалось два неприятельских корабля, наступил момент для атаки брандеров. Бригадир Грейг с линейного корабля «Ростислав» дал ракету. Брандеры устремились вперед. Стрельба с русских кораблей временно затихла. ',' Когда Ибрагим Хосамеддин заметил приближение небольших судов со стороны русских кораблей, он предположил, что это дезертиры, пытающиеся перейти на его сторону. Но вскоре турецкие военачальники поняли опасность; по брандерам был открыт сильный огонь, а наперехват им направились турецкие галеры.
Первые три брандера не достигли поставленной цели. Один из них был перехвачен турецкими галерами, другой сел на мель, третий был преждевременно пущен по ветру. Только экипаж под командованием лейтенанта Дмитрия Ильина блестяще выполнил боевое задание.
Под огнем сотен неприятельских орудий брандер Ильина пересек бухту, подошел к турецкому флоту и-сблизился с большим 84-пушечным линейным кораблем. Ильин зажег фитиль и, пересев в шлюпку со своей командой, направил горящий брандер к борту неприятельского корабля. Отойдя от него на небольшое расстояние, он приказал гребцам остановиться, чтобы убедиться в успешности атаки. Только после того, как был замечен огромный пожар на неприятельском корабле, подожженном брандером, Ильин возвратился к своей эскадре.
Успешная атака Ильина усилила поражение неприятеля. От горящих обломков взорванных судов турецкие корабли загорались один за другим. Взлетели на воздух корабли Патрон-бея и Сафер-бея, вслед за ними последовали взрывы других судов. Вся Чесменская бухта была озарена пламенем.
Когда рассвело, с русской эскадры направился отряд баркасов и шлюпок, чтобы, «ежели возможно, вывести из залива несколько кораблей и других судов». Одна из шлюпок приблизилась к турецкому линейному кораблю «Родос». Матросы взобрались на палубу вражеского корабля и стали выводить его из огненного океана. В другой стороне бухты матросы овладели пятью турецкими галерами.
Утром 26 июня в Чесменской бухте взорвался последний турецкий корабль. Экипажи неприятельского флота и гарнизон приморской крепости оставили Чесму и бежали в Смирну.