Утром 28 августа турецкий флот, состоящий из 14 линейных кораблей, 8 фрегатов и 23 других судов, продолжал стоять на якоре между мысом Тендра и Гаджибеем. И вдруг со стороны Севастополя Гасан обнаружил русские корабли, идущие под всеми парусами в походном ордере трех колонн. Появление русских привело турок в замешательство. Несмотря на превосходство в силах, они спешно стали рубить канаты и в беспорядке отходить к Дунаю. Ушаков приказал нести все паруса и, оставаясь в походном ордере, стал спускаться на неприятеля. Передовые турецкие корабли, наполнив паруса, удалились на значительное расстояние. Но, заметив опасность, нависшую над арьергардом, Гасан-паша стал соединяться с ним и строить линию баталии. Ушаков, продолжая сближение с неприятелем, также отдал приказ перестраиваться в боевую линию. В результате русские корабли «весьма споро» выстроились в боевой порядок на ветре у турок.
Используя оправдавшее себя в Керченском сражении изменение в боевом порядке, Федор Федорович вывел из линии три фрегата — «Иоанн Воинственник», «Иероним» и «Покров Богородицы» для обеспечения маневренного резерва на случай перемены ветра и возможной при этом атаки неприятеля с двух сторон. В 15 часов, подойдя к противнику на дистанцию картечного выстрела, Ф.Ф. Ушаков принудил его к бою. И уже вскоре под мощным огнем русской линии противник начал уклоняться под ветер и приходить в расстройство. Подойдя ближе, русские со всей силой обрушились на передовую часть турецкого флота. Флагманский корабль Ушакова «Рождество Христово» вел бой с тремя кораблями противника, заставив их выйти из линии.
К 17 часам вся турецкая линия была окончательно разбита. Теснимые русскими, передовые неприятельские корабли повернулись к ним кормой, чтобы выйти из боя. Их примеру последовали и остальные суда, ставшие в результате этого маневра передовыми. Во время поворота по ним был сделан ряд мощных залпов, причинивших им большие разрушения. Особенно пострадали два флагманских турецких корабля, находившиеся против «Рождества Христова» и «Преображения Господня». На турецком флагмане были сбиты грот-марсель, перебиты реи, стеньги и разрушена кормовая часть. Бой продолжался. Три турецких корабля были отрезаны от основных сил, а кормовая часть Гасан-пашинского корабля разнесена в щепки русскими ядрами. Неприятель обратился в бегство в сторону Дуная. Ушаков преследовал его до тех пор, пока темнота и усилившийся ветер не вынудили прекратить погоню и встать на якорь.
