После уничтожения турецко-египетской эскадры в Наваринской бухте правительства Англии и Франции пришли к выводу, что они слишком далеко зашли в поддержке политики России на Балканах. Австрийская дипломатия тайно склоняла Турцию к новой войне с Россией. Султан объявил о денонсации Аккерманской конвенции 1826 года, подтверждавшей прежние договоры Российской империи, и приказал закрыть проливы для судов под российским флагом. В апреле 1828 года император Николай I направил европейским державам декларацию о том, что в связи с текущим ходом событий Россия вынуждена начать военные действия против Турции и что ее целью является «лишь удовлетворение справедливых требований».

21 апреля (3 мая) 1828 года эскадра Черноморского флота под флагом вице-адмирала А. С. Грейга в составе 7 линейных кораблей, 4 фрегатов, 2 бомбардирских судов, парохода, 12 малых судов и 8 военных транспортов с десантом вышла из Севастополя к Анапе.

6 (18) мая 1828 года под Анапой, которую оборонял 6-тысячный турецкий гарнизон, высадился морской десант, усиленный отрядом, прибывшим из Тамани. На помощь туркам, осажденным в крепости, с гор спустились черкесы. Для отражения их нападений на русский лагерь был сформирован отряд, в который вошли 44-пушечный фрегат «Евстафий», 14-пушечная шхуна «Севастополь», 12-пушечный катер «Жаворонок» и пароход «Метеор». Поддержав огнем своих орудий подразделения, выделенные для действий против черкесов, они способствовали успешному завершению борьбы за Анапу. Существенное влияние на исход этой борьбы оказали действия на море.

Так, 6 (18) мая у Суджук-кале (в районе современного Новороссийска) 22-пушечным бригом «Ганимед» под командованием А. С. Ушакова был захвачен турецкий транспорт с войсками десанта численностью более 300 человек, которые следовали на усиление гарнизона Анапы. В то же самое время 12-пушечным катером «Сокол» П. М. Вукотича было уничтожено второе турецкое судно. Находившиеся на нем турецкие солдаты успели высадиться на сушу, но и они не дошли до Анапы. В крейсерстве у кавказского побережья впервые отличился 20-пушечный бриг «Меркурий» капитан-лейтенанта А. И. Казарского. 8 (20) мая 1828 года у Суджук-кале он захватил турецкий транспорт с 300 турецкими солдатами. 11 (23) мая 1828 года 10-пушечная яхта «Утеха» В. И. Румянцева в том же районе обнаружила транспортное судно, с которого на берег высаживались турецкие солдаты. Вражеское судно было взято. 17 (29) мая 20-пушечный бриг «Пегас» капитан-лейтенанта К. Н. Баскакова уничтожил турецкий транспорт, приткнувшийся к мели в Геленджике.

7 (19) мая отряд из 5 линейных кораблей, 4 фрегатов и 2 бомбардирских судов (всего 567 орудий) нанес первый артиллерийский удар по крепости. Бомбардировка продолжалась около 4 часов. По крепостным укреплениям было выпущено порядка 3 тыс. снарядов. Во время первой бомбардировки крепости они потопили 3 турецких судна, стоявших под берегом. Однако малые глубины под берегом не позволили кораблям и фрегатам подойти на дистанцию действительного огня, чтобы разрушить укрепления. Из-за этого штурм Анапы пришлось отложить и перейти к планомерной осаде. С этого времени главные силы эскадры А. С. Грейга приступили к ежедневным бомбардировкам крепости, в которых участвовали 80-пушечный «Пантелеймон», 74-пушечные «Пармен», «Пимен», «Скорый», «Норд-Адлер», 44-пушечные фрегаты «Евстафий» и «Флора», 22-пушечный бриг «Пегас» и 2 бомбардирских судна – 10-пушечный «Опыт» и 11-пушечный «Подобный».

Ответный огонь был достаточно сильным и точным. Русские корабли получили более 80 пробоин и около 180 повреждений в рангоуте, такелаже и надстройках.

15 (27) мая 1828 года от эскадры А. С. Грейга отделился отряд вице-адмирала Ф. Ф. Мессера (2 линейных корабля, 3 фрегата и бриг). От Анапы он отправился в Севастополь, чтобы, исправив повреждения, проследовать к Румелийскому побережью, у которого он должен был находиться в крейсерстве, контролируя прибрежные морские коммуникации от мыса Калиакрия (Калиакра) до устья пролива Босфор.

Численность войск, осаждавших Анапу, была недостаточной, поэтому осадные орудия, свезенные на берег, обслуживали матросы. Морякам своей артиллерией пришлось отражать вылазки и контратаки войск турецкого гарнизона. Наиболее опасная вылазка турок, случившаяся 18 (30) мая 1828 года, была отбита огнем корабельных орудий. Русские во время осады также неоднократно переходили от пассивного наблюдения за противником к активным действиям. 20 мая (1 июня) 1828 года отряд под командованием капитан-лейтенанта Немтинова, состоявший из 14 вооруженных барказов и шлюпок, захватил 3 турецких военных судна, стоявших под защитой крепостных батарей.

12 (24) июня 1828 года гарнизон Анапы капитулировал. Помимо 4 тыс. пленных, было взято 83 орудия, 29 знамен и большое количество боеприпасов и военного снаряжения.

В середине лета 1828-го главной целью русских стало взятие Варны – важнейшей крепости противника на побережье Черного моря. Ее обороняли около 10 тыс. человек под командованием Иззета Мехмет-паши. На 14 бастионах было установлено 164 орудия.

13 (25) июля 1828 года к Румелийскому побережью подошла эскадра Черноморского флота под командованием адмирала А. С. Грейга – 112-пушечный «Париж», 74-пушечные «Пармен», «Пимен» и «Пантелеймон», 44-пушечные фрегаты «Флора» и «Поспешный», 24-пушечный корвет «Язон», 12-пушечные люгеры «Глубокий» и «Широкий», 10-пушечная яхта «Утеха». Здесь она соединилась с отрядом вице-адмирала Ф. Ф. Мессера, включавшего 110-пушечный «Император Франц», 84-пушечный «Иоанн Златоуст», 36-пушечный фрегат «Рафаил», 6-пушечную бригантину «Елисавета».

Эскадрой А. С. Грейга и шедшими под ее охраной 8 транспортами из-под Анапы были доставлены войска А. С. Меншикова (10 128 человек, 47 орудий). Высадившись на берег, 22 июля (2 августа) 1828 года они подошли к Варне. Одновременно с ними к крепости подошли главные силы Черноморского флота.

По требованию А. С. Меншикова с кораблей эскадры было снято 11 тяжелых орудий, которыми он восполнил отсутствие в подчиненных ему войсках осадной артиллерии.

К активным действиям против Варны русские войска смогли приступить лишь после того, как на помощь им подошли соединения гвардейского корпуса и их общее число было доведено до 37 425 человек при 168 орудиях. К этому времени, пользуясь тем, что с южной стороны за крепостью осуществлялось только наблюдение, турецкое командование сумело довести численность гарнизона до 27 тыс. 18 (30) августа 1828 года к Варне прибыли 8 рот Гвардейского флотского экипажа. Они были размещены на кораблях и фрегатах эскадры А. С. Грейга. Командир экипажа контр-адмирал Ф. Ф. Беллинсгаузен поднял свой флаг на корабле «Пармен».

Флот содействовал войскам, осаждавшим Варну, огнем корабельной артиллерии, высадкой морских десантов и воинскими перевозками, борьбой против вражеского судоходства в прибрежном районе.

Положение противника в крепости день ото дня становилось все тяжелее. 30-тысячный корпус, шедший на помощь защитникам Варны, на подступах к городу был остановлен посланными навстречу ему русскими отрядами. К концу осады у турок число раненых и убитых почти в два раза превысило численность бойцов, остававшихся в строю.

29 сентября (11 октября) 1828 года турецкие войска в Варне капитулировали. В плен было взято 10,8 тыс. человек. В числе военных трофеев оказалась вся артиллерия крепости – 162 орудия. За время осады силы Черноморского флота высадили десант, захватили 16 и потопили одно турецкое судно.