Тем временем Алексей Орлов собрал военный совет, на котором было решено использовать против турок брандеры. В брандеры решили обратить четыре греческих корсарских 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 Макензи, мичман Гагарин.
В тот же день, 25 июня, Орлов издал приказ, где было сказано: «Всем видимо расположение турецкого флота, который после вчерашнего сражения пришел здесь в Анатолии к своему городу Эфесу (по голландской карте Чесме), стоя у оного в бухте от нас на юго-восток в тесном и непорядочном стоянии, что некоторые корабли носами к нам на северо-запад, а 4 корабля к нам боками и на северо-восток прочие в тесноте к берегу как бы в куче. Всех же впереди мы считаем кораблей 14, фрегатов 2, пинков 6. Наше же дело должно быть решительное, чтобы оный флот победить и разорить, не продолжая времени, без чего здесь в Архипелаге не можем мы к дальнейшим победам иметь свободные руки, и для того по общему совету положено и определяется к наступающей ныне ночи приготовиться, а около полуночи и приступить к точному исполнению, а именно: приготовленные 4 брандерные судна… да корабли “Европа”, “Ростислав”, “Не тронь меня”, “Саратов”, фрегаты “Надежда” и “Африка”… около полуночи подойти к турецкому флоту и в таком расстоянии, чтобы выстрелы могли быть действительны не только с нижнего дека, но и с верхнего…»
Турецкий флот представлял собой идеальный объект для атаки брандерами. Дело в том, что ширина Чесменской бухты у входа около 750 м, а длина ее не превышает 800 м. Турецкий флот стоял скученно в глубине бухты, и если вспомнить, что длина корабля была около 50–58 м, то можно себе представить, как плотно стояли турецкие корабли по ширине бухты.
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. С.К. 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. Команда брандера успела покинуть его и благополучно возвратиться к месту якорной стоянки судов объединенной эскадры.
Где-то в 1 ч. 35 мин. – 1 ч. 50 мин. ночи в атаку вышел третий брандер под командованием лейтенанта Ильина. Неудача, постигшая Дугдэля и Макензи, так подействовала на Грейга, что он не удержался и крикнул Ильину, когда тот вел свой брандер мимо «Ростислава»: «Ни 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 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 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 под командованием капитан-лейтенанта Ф.П.Булгакова для вывода их из бухты. Оба корабля уже 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-пушеч-ный «Родос») был выведен из бухты и доставлен победителям. 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 и застряло в ней. На других судах потерь и повреждений вообще не было.
Утром 27 июня Алексей Орлов отдал приказ собирать раненых турок для «перевязывания ран и подаяния возможной помощи». Большую часть пленных Орлов позже велел отпустить, лишь 86 знатных алжирцев были отправлены им на Мальту. В письме к великому магистру Пинто Орлов предложил обменять их на мальтийцев, захваченных ранее алжирскими пиратами. Пинто был столь обрадован, что предложил русскому послу маркизу Кавалькабо отремонтировать на Мальте русский корабль «Ростислав». Позже, уже летом 1772 г., на Мальте был отремонтирован сильно поврежденный корабль «Саратов».
Возвращение турецким властям пленных турецких моряков объясняется вовсе не «исключительно гуманным отношением к пленным» Алексея Орлова, как это хочет доказать Л.П. Полушкин в книге «Братья Орловы». Во-первых, пленных турок попросту было негде содержать, а учинить избиение пленных, как это сделал через 28 лет генерал Бонапарт у Яффы, граф не решился. Во-вторых, узнав о гибели своего флота, мусульмане города Смирна (ныне турецкий город Измир), расположенного в 70 верстах от Чесмы, устроили резню христиан. Русских там, естественно, не было, поэтому резали коренное население – греков, ведь до прихода турок Смирна была греческим городом, а также европейских купцов. Надо ли говорить, что убийство англичан и французов могло осложнить отношения этих держав с Россией. Орлов получил письмо от европейских консулов в Смирне, где говорилось, что народ и войско в Смирне, приведенные в бешенство и отчаяние вестью о чесменском деле, бросились на греков и перебили их множество; два европейца были также убиты. Возмущение это навело ужас на всех европейцев; большая часть франков искала убежища на кораблях, остальные заперлись в своих домах, торговля прекратилась. «Эта грозная крайность, – писали далее консулы, – побудила нас уполномочить и послать к вашему сиятельству депутатов с изъяснением такого опаснейшего нашего состояния и с просьбою не обращать победоносное оружие ее императорского величества на этот торговый город, на который должно смотреть не как на неприятельское место, а скорее как на колонию, основанную разными нейтральными государствами; разрушать их торговлю и приносить их подданных в жертву великая российская императрица, конечно, не пожелает. Городовое управление ожидает освобождения и тех пленных, которые ваше сиятельство еще удержали у себя».