1769年8月，俄海軍波羅的海艦隊的一部分俄國戰艦，通過地中海進入愛琴海，與土耳其海軍對峙。當時的土耳其海軍在愛琴海上的兵力十分強大，遠遠優於遠道而來的俄軍艦隊。同時，俄艦的補給很困難，海軍陸戰部隊也數量甚少。然而土耳其人卻一直認爲，葉卡捷琳娜要派一支艦隊環繞歐洲來到愛琴海，簡直不可想象，便沒有做多少應戰準備。現在俄軍艦隊真的出現在眼前時，倒使土耳其人在驚悸之餘，反而沒有了與之決戰的勇氣和信心。而俄軍艦隊不同，他們歷盡千辛萬苦遠征愛琴海，爲的就是同土耳其人決戰一場。儘管對手遠比他們強大，俄國艦隊還是決定立即發動攻擊。
俄國分艦隊(戰列艦9艘、巡洋艦3艘、攻堅艦1艘，輔助船和運輸船17艘，共有火炮820門)在阿列克謝·格里戈裏耶維奇·奧爾洛夫上將指揮下，經積極搜索，發現土耳其分艦隊(戰列艦16艘、巡航艦6艘和小船約50艘，共有火炮1430門，水師總督哈桑·貝伊統領)。土耳其艦船排成兩條戰鬥線，在希俄斯海峽距岸0.5海里拋錨停泊。拉開了防守的架勢。6月24日，召開艦長作戰會議，通過斯皮裏多夫海軍上將(俄國分艦隊作戰的實際指揮官)提出的攻擊土艦隊作戰方案。該方案拋棄風行一時的線式戰術原則，而採取幾乎垂直於土分艦隊戰鬥線的單縱隊，駛帆接敵，近距(50～70米)攻擊土分艦隊前衛和中軍一部，同時以數艦集中突擊“雷阿爾～穆斯塔法”號旗艦，打亂土分艦隊指揮。俄國分艦隊前衛在斯皮裏多夫指揮下對敵艦發起攻擊。經兩小時激戰，“雷阿爾～穆斯塔法”號被擊沉，俄“葉夫斯塔菲”號戰列艦連同629艦員亦沉沒。土耳其分艦隊失去指揮，在岸防炮連的掩護下退入切什梅灣，爾後被俄國分艦隊封鎖在灣內。
此時土耳其艦隊的陣容佈置得很呆板，而且他們又不知道俄艦的情況，無法作相應的調整。更加糟糕的是，土耳其的海軍將領大都對海戰是外行，加之訓練方法陳舊，士兵的素質也不高。當然，更爲荒唐的是，土耳其艦隊的幾名艦長在戰鬥打響之前竟上了岸，離開了指揮崗位。1770年7月5日上午，俄艦發起了進攻。土軍艦隊倉皇失措，急忙砍斷錨鏈，逃進了切斯馬灣。土軍戰艦龜縮在灣內不敢出擊，想依靠岸上炮兵的轟擊，阻擋俄艦的進攻。
土耳其人知道，俄軍艦隊是遠道而來，補給很困難，難以打持久戰，所以他們決定採取守勢，避而不戰，以消耗敵人。俄軍統帥對土耳其人的策略十分清楚，同時也意識到，土軍艦隊比自己強大，如果他們出來同自己硬拼，勝負難料，沒準兒會重創俄軍。土軍現在雖然不攻只守，但時間長了，俄軍會不戰而垮。但從另一方面看，土軍實際上又是在作繭自縛，將自己置於被動挨打的境地。這樣，俄軍反倒能不斷對土軍實施打擊。俄軍統帥決定與土耳其艦隊速戰速決，一舉殲滅之。
爲全殲土耳其艦隊，斯皮裏多夫於7月6日夜間命令格雷格海軍少將率前衛(7艘軍艦)衝向切什梅灣人口。夜間，前衛各艦在敵火下衝入切什梅灣，拖錨停泊，向土分艦隊發射燃燒彈，燒燬數艘土艦。爾後4艘縱火船又相繼進行火攻。
夜戰中，伊林中尉指揮的縱火船擊中土戰列艦，使其起火燃燒，火勢延及其他土分艦，拂曉時，土分艦隊全軍覆沒：戰列艦15艘、巡航艦6艘、小船40餘艘被燒燬;戰列艦1艘、大橈戰船5艘被俘：至少有1～1.1萬人陣亡。這次夜戰，俄艦船無一損失，僅亡11人。俄國切什梅大捷，是因艦員訓練有素，作戰勇敢以及斯皮裏多夫指揮有方所致。
切什梅海戰具有重大的軍事戰略意義。土耳其統帥部喪失艦隊後，被迫徹底放棄在希臘羣島向俄軍發動進攻的企圖，轉爲集中力量保衛達達尼爾海峽和瀕海要塞。俄國艦隊完全控制了希臘羣島。切什梅海戰爲俄國海軍學術的發展作出了重大貢獻，爲開創俄國海軍機動進攻戰術奠定了基礎。爲紀念切什梅海戰，專門頒發獎章，並在皇村(今普希金市)樹起一座紀念碑(切什梅海戰紀念柱)。
