В войну 1853–1856 годов Черноморский флот вступал, не имея определенных, четко сформулированных задач. Первая практическая эскадра вице-адмирала П. С. Нахимова была отправлена к Анатолийскому берегу в крейсерство между мысом Керемпе и портом Амасра, «чтобы быть на пути сообщения между Константинополем и Батумом».

9 (21)–11 (23) ноября 1853 года, осуществляя поиск флота противника у берегов Анатолии, эскадра П. С. Нахимова (84-пушечные линейные корабли «Императрица Мария», «Ягудиил», «Храбрый», «Святослав», «Чесма», 52-пушечный фрегат «Коварна» и 16-пушечный бриг «Эней») выдержала жестокий шторм, во время которого 3 корабля и фрегат получили тяжелые повреждения.

11 (23) ноября, обнаружив в Синопской бухте турецкую эскадру Осман-паши, П. С. Нахимов блокировал ее. В тот же день в Севастополь им был отправлен бриг с донесением об обнаружении турецкого флота в Синопе и просьбой прислать замену кораблям, потерявшим боеспособность.

В ночь на 16 (28) ноября 1853 года с эскадрой П. С. Нахимова соединился отряд контр-адмирала Ф. М. Новосильского (120-пушечные линейные корабли «Париж», «Три Святителя», «Великий князь Константин» и 2 фрегата – 60-пушечный «Кулевчи» и 44-пушечный «Кагул»). 3 корабля и фрегат, выбывшие из строя, были отправлены в Севастополь.

В распоряжении П. С. Нахимова остались 5 линейных кораблей и 2 фрегата с 728 орудиями (включая 76 68-фунтовых бомбических пушек) против 472 орудий турецкой эскадры и 24 пушек, установленных на береговых батареях Синопа.

17 (29) ноября 1853 года П. С. Нахимов пригласил к себе младших флагманов и после совещания с ними объявил свой приказ: «Располагая при первом удобном случае атаковать неприятеля, стоящего в Синопе в числе 7 фрегатов, 2 корветов, 1 шлюпа, 2 пароходов и 2 транспортов».

Утро следующего дня выдалось дождливым со шквалистым ветром. В 9:30 на флагманском корабле П. С. Нахимова был поднят флажный сигнал «Приготовиться к бою». В Синопскую бухту русская эскадра вошла двумя кильватерными колоннами. В первой следовали «Императрица Мария» (флаг П. С. Нахимова), «Великий князь Константин» и «Чесма», во второй – «Париж» (флаг Ф. М. Новосильского), «Три Святителя» и «Ростислав».

Турецкая эскадра стояла на якорях, образуя строй в виде вогнутой дуги, оба фланга которого прикрывались береговыми батареями. Самая мощная 8-орудийная береговая батарея противника прикрывала центр вражеской линии. На берегу имелись еще три батареи. Однако диспозиция П. С. Нахимова была составлена так, что их снаряды до русских кораблей не долетали.

Бой начал 44-пушечный фрегат под флагом Осман-паши. Вслед за ним частый артиллерийский огонь открыла вся турецкая эскадра и береговые батареи. Отвечая им на ходу, русские корабли продолжали сближение и становились на якоря согласно намеченной диспозиции.

Первым на расстоянии в 1,5 кабельтовых от флагманского турецкого фрегата стал на шпринг – особым способом, позволявшим вести огонь по назначенной цели на якоре всем бортом, не меняя позиции, – линейный корабль «Императрица Мария» (командир – капитан 2-го ранга П. И. Барановский). За ним поочередно заняли свои места в 1,5–2 кабельтовых от противника остальные корабли эскадры.

Первым был выведен из строя фрегат под флагом Осман-паши. Не выдержав жестокого огня «Императрицы Марии», он расклепал якорную цепь и, охваченный пламенем, выбросился на берег. После этого флагманский корабль П. С. Нахимова сосредоточил огонь на сильнейшей береговой батарее противника, прикрывавшей центр турецкой боевой линии, и бывшем русском фрегате, захваченном турками в 1829-м, который после нескольких мощных залпов, опустошивших его палубы, также выбросился на берег, где сгорел.

«Великий князь Константин» (командир – капитан 2-го ранга Л. А. Ергомышев) сражался с 2 фрегатами и одновременно вел огонь по другой турецкой батарее. После взрыва одного из них Л. А. Ергомышев, развернув корабль на шпринге, сосредоточил огонь на втором фрегате и стоявшем рядом с ним корвете, которые около 13 часов выбросились на берег. «Чесма» (командир – капитан 2-го ранга В. М. Микрюков), ставший на шпринг за «Великим князем Константином», уже на 21-й минуте боя уничтожил фрегат, взлетевший на воздух, после чего перенес огонь на две батареи, которые скоро были приведены к молчанию.

Флагманский корабль контр-адмирала Ф. М. Новосильского «Париж» (командир – капитан 1-го ранга В. И. Истомин) сражался с корветом, фрегатом и береговой батареей. Через 45 минут корвет взорвался, а фрегат выбросился на берег. После этого «Париж» стал расстреливать фрегат младшего турецкого флагмана, по которому уже вели огонь «Три Святителя» (командир – капитан 1-го ранга К. С. Кутров) и «Ростислав» (командир – капитан 1-го ранга А. Д. Кузнецов). Одновременно «Три Святителя» сражался с еще одним фрегатом, а «Ростислав» – с корветом. Заметив, что у «Трех Святителей» ядром перебило шпринг и его развернуло кормой под продольный огонь вражеской береговой батареи, командир «Ростислава» перенес огонь на нее. Благодаря этому решению, а также выучке и мужеству команды «Трех Святителей», шпринг под огнем противника был заведен вновь, и русские корабли продолжили расстрел вражеского корвета, который, по примеру других кораблей противника, вышел из боя, выбросившись на берег. К этому времени взрывами были уничтожены еще 2 вражеских фрегата и ближайшая к ним турецкая батарея.

Канонада продолжалась около 4 часов, пока турецкая эскадра и береговые батареи не были уничтожены полностью. Избежал этой участи только 22-пушечный пароход «Таиф». Почти сразу выйдя из боя и оторвавшись от двух русских фрегатов, он встретился с отрядом из трех пароходофрегатов, направлявшимся к Синопу для усиления эскадры П. С. Нахимова, но благодаря лучшим ходовым качествам смог уйти и от них. Командир «Таифа» принес в Константинополь весть об уничтожении эскадры Осман-паши.

Из 4,5 тыс. человек ее личного состава три четверти были убиты в артиллерийском бою, погибли от взрывов, сгорели заживо или утонули. Около 200 моряков были взяты в плен, в том числе и командующий эскадрой. В сравнении с этим уроном, потери русских были ничтожно малы – 37 человек убитыми и 235 ранеными.

22 ноября (4 декабря) 1853 года эскадра П. С. Нахимова возвратилась в Севастополь.

Между тем, эта победа оказала противоречивое влияние на ход Крымской войны. «Синопское сражение, – писал выдающийся военно-морской теоретик и историк М. А. Петров, – имело крупные последствия. Во-первых, эта победа сообщила бодрящий импульс русскому правительству в его крайнем пессимизме после первых политических неудач. Николай I воспрянул духом и смело пошел навстречу событиям. Тон русской дипломатии окреп. С другой стороны, факт уничтожения турецкой эскадры в Синопе послужил толчком к активному вмешательству Англии и Франции. Что касается стратегического использования Россией результатов Синопского сражения, то оно не дало никаких новых перспектив для русских, ибо это ослабление турецкого флота с избытком покрывалось помощью, которую Турция могла получить от своих мощных морских союзников».