此后，奥尔洛夫主持了奥尔洛夫、斯皮里多夫、格雷格、埃尔芬斯通、多尔戈鲁科夫的会议(Ю.В.Долгоруков，战后时任少将获得三级圣乔治勋章)、汉尼拔(И.А.Ганнибал，他是俄罗斯著名诗人普希金的堂祖父，战后获得三级圣乔治勋章)等指挥官。奥尔洛夫和斯皮里多夫决定在晚上用海风吹向切什梅湾时，用火攻烧毁另一艘船。
6月25日(7月6日)23时30分，斯皮里多夫命令格雷格海军准将的7艘军舰行动。攻击舰“霹雳”号从下午17点开始轰击对方的海岸炮阵地。从凌晨0时30分开始，“欧罗巴”、“罗斯季斯拉夫”和“含羞草”进入切什梅海湾，“幸福希望”和“阿非利加”巡航舰和攻击舰“雷雷”分别攻击北部和南部的炮兵阵地。埃尔芬斯通海军少将和舰队的其他船只部署在港口外，封锁港口，防止土耳其船只逃跑。前卫舰在敌火下冲进切什梅湾入口，抛锚停泊，向敌舰发射燃烧弹，烧毁几艘敌舰。
6月26日凌晨1时15分(7月7日)，4艘纵火船根据战列舰“罗斯季斯拉夫”号的信号进行火攻。攻坚舰“霹雳”号的一颗炮弹，使土耳其一艘船的主帆着火，瞬间，全船焚烧。2时，两艘土军船只爆炸，其他船只开始着火燃烧。于是格雷格派出四艘纵火船拖入战斗，由海军中尉杜格达尔指挥，海军中尉麦肯齐为副指挥。由杜格达尔指挥的第一艘纵火船被两艘土耳其大桡战舰拦截，后备击沉。麦肯齐指挥的第二艘船在入口处搁浅，海军准尉加林(Гагарин)指挥的第三艘船与一艘着火的土耳其船相遇(但埃尔芬斯通记载，船长加加加林拒绝执行命令，船被击沉)。伊林(Ильин)由中尉指挥的第四艘纵火船击中了土军的一艘84门炮战列舰，使其着火并蔓延到其他敌舰上。这时，土耳其舰队完全失去了斗志。火从一艘船燃烧到另一艘船，每艘船的火药库一着火就爆炸了。这种燃烧和爆炸持续了几个小时。
6月27日(7月8日)上午8时，土军分舰队全军覆没，15艘战列舰、6艘巡航舰和40多艘船被烧毁，1-1.1万人死亡，1艘战列舰和5艘大桡战舰被俘；俄罗斯舰艇没有损失，只有11人死亡。自1571年勒潘托海战以来，土耳其舰队全部被淘汰，这是他们海军遭受的最大失败！在海战报告中，斯皮里多夫写道：“。。。光荣属于全俄海军！从25日到26日，敌人的舰队被摧毁、粉碎、粉碎、烧毁，化为灰烬，抛上天空，沉入大海，而我们占领了整个岛屿。这场战争结束后，土军被迫放弃了在希腊群岛攻击俄罗斯军队的尝试，转而集中力量保卫达达尼尔海峡和濒海要塞。俄罗斯舰队完全控制了希腊群岛。为纪念这场海战，专门颁发了奖章，并在皇村(今普希金市)竖起了纪念碑(切什梅海战纪念柱)。
俄罗斯军队胜利的消息很快就传到了圣彼得堡。女王在给奥尔洛夫的信中写道：“欧洲对你的功绩感到惊讶，并满怀希望地看着你。客观公正的一方为我们的成功感到高兴，并真诚地希望我们能够成长和巩固。相反，那些嫉妒我们帝国的权力、荣耀和地位，以及那些对我们怀恨在心的人，对我们的仇恨会越来越疯狂，所以他们的阴险伎俩会越来越激烈。
战后，女王慷慨地给予了奖励，斯皮里多夫获得了俄罗斯最高勋章——圣安德烈·佩尔沃兹万内勋章，奥尔洛夫和格雷格获得了二级圣乔治勋章，格雷格被提升为海军少将；战列舰船长科罗卡切夫、赫梅特夫斯基获得三级圣乔治勋章，纵火船船长伊林、杜格达尔、麦肯齐获得四级圣乔治勋章。
俄罗斯海军在接下来的几个月和几年里继续在地中海作战，封锁达达尼尔海峡，破坏土方海上运输，攻击岸上堡垒等。据统计，仅在1771年的一场战役中，俄罗斯军队就占领了约180艘商船；1772年10月，帕特雷战役消灭了8艘巡洋舰和商船。俄罗斯海军从1771年到1773年截获了360多艘商船。实事求是地说，当时俄罗斯海军已经切断了土耳其与北非附属领土的联系，导致对方在巴尔干的军队供应出现严重问题。
俄罗斯海军的行动贯穿战争结束，以奥萨(瑙萨)要塞为基地，封锁达尼尔海峡作为移动海军基地，在希腊群岛附近牵制大量土耳其军队，并采取行动对付对方在贝鲁特和安纳托利亚沿岸的驻军。
此后，双方签署了小凯纳尔贾和约。根据和约，俄罗斯获得了从布格河到第聂伯河的土地，最终占据了亚速海和从亚速海到黑海的出口，并获得了黑海自由导航、导航和进入地中海的权利。从1774年10月起，俄罗斯海军开始分批返回当地。
据统计，俄罗斯海军从波罗的海上抽调了20艘战列舰、5艘三桅巡洋舰、1艘炮舰和26艘辅助船。此外，13艘战列舰、15艘三桅巡洋舰和2艘炮舰实际返回当地。俄罗斯海军为这次旅行付出了3艘战列舰、4艘辅助船、4艘战列舰、1艘炮舰和1艘辅助船因技术故障而报废的代价。
总的来说，俄罗斯海军的行动相对成功，促进了战争的胜利，克里米亚后来被划归俄罗斯。与此同时，确保俄罗斯海军开始走向黑海。10年后，俄罗斯海军黑海舰队于1783年正式成立。经过10年的努力，它最终获得了黑海的制海权，并将土耳其舰队挤出了黑海。据俄罗斯历史书报道，“近100年后，俄罗斯正规海军终于与军队并驾齐驱，打破了封锁，进入了波罗的海洋和黑海，从而保证了俄罗斯与西欧国家的经济联系。”
毫无疑问，切什梅海战在其中起着关键作用。这场海战的胜利是谁的功劳，在冷战期间引起了很大的争论。由于英国军官在俄罗斯海军中占有主要地位，英国作家认为这应该归功于他们的同胞。不可否认，英国人发挥了一定的作用，但事实仍然是：胜利是由俄罗斯人智慧的俄罗斯舰队获得的。格雷格表现出色，其他海军上校，如斯皮里多夫海军上将、赫梅特夫斯基、科罗卡切夫、卢潘丁和伊林海军上尉都表现出色。俄罗斯水兵自始至终勇敢、机智、老练。
1995年2月10日，俄罗斯国家杜马通过了俄罗斯军事荣誉日和纪念日(Дни воинской славы России)》《联邦法》确立了军事荣誉（战争胜利）纪念日，已经修订了20多次。2012年7月，普京总统签署法律，确认7月7日切什梅海战纪念日。