Наконец, локатор на «Святославе», так освятили рейдера, обнаружил флот Осман-паши. Линейные корабли «Императрица Мария», «Чесма», «Ростислав», «Париж», «Великий князь Константин» и «Три святителя», фрегаты «Кагул» и «Кулевчи» отвернули от Варны и пошли на сближение с флотом противника. Из Севастополя вышли пароходы «Одесса», «Керчь» и «Херсонес» под флагом Корнилова. Владимир Алексеевич по радио предложил Сергею заманить турецкий флот. Дизельная шхуна пошла наперерез флоту противника, затем на глазах у него развернулась и стала уходить, держа дистанцию в две мили по РЛС. Началась погоня, и ночью эскадра Осман-паши оказалась в центре треугольника, образованного тремя группами русских кораблей. Когда турецкий вице-адмирал понял, что его заманили в ловушку, он развернулся «все вдруг», но увидел на западе мачты линейных кораблей Нахимова, которые довольно ходко шли на него. Корнилов накатывался с востока, а Истомин поджимал с севера. С юга шел параллельным курсом «Святослав». Истомин и Нахимов с двух сторон вытянулись в линию и на встречных курсах взяли строй турецких кораблей. Море шума, океан дыма, над которым шли куда-то мачты. Солидно поредевший строй кораблей настигли пароходы Корнилова и продолжили атаку. В этот момент из линии вышел один из турецких пароходов и начал отрываться от всех, отчаянно дымя четырьмя тонкими трубами. Сергей привел шхуну к ветру, но ветер был слишком слаб, чтобы дать хороший ход, поэтому запустили машину. Турецкий пароход был винтовой, на корме имелось орудие. Поэтому через полчаса погони ему влепили снаряд под корму. Пароход рыскнул и, потеряв управление, сбросил ход. «Святослав» отвернул от него и ушел на ветер. Через час сражение под Варной закончилось. Все фрегаты были потоплены, а пароходы взяты на буксир. Среди пленных был и Осман-паша. Турецкий флот в Черном море перестал существовать.