Что касается фрегатов, то получив сигнал Корнилова о соединении с эскадрой «Кагул» и «Кулевчи» легли на курс зюйд-вест. В 14 часов 37 минут «Кулевчи» подошел к эскадре и лег в дрейф. Спустя десять минут по сигналу Нахимова «Оказать помощь поврежденному кораблю» капитан-лейтенант Будищев направил свой фрегат к «Трем Святителям», но, заметив, что на «Императрице Марии» вот-вот может упасть перебитая мачта, встал под кормой флагмана и, помогая ему, открыл огонь по турецким фрегатам.
К 2 часам 30 минутам пополудни воды Синопской бухты приняли еще несколько турецких судов. Затонули транспорты «Фауни-Еле», «Ада-Феран» и купеческие бриги, которые, как оказалось, были гружены порохом, оружием и снаряжением для кавказской армии и горцев. Последним досталось хуже всего, оставленные бежавшими командами, они просто взрывались от снарядов и горящих обломков турецких судов. Пароход «Эрекли» выбросился на берег, спасаясь от обстрела русской артиллерии. «Бой в 2 часа 30 мин. почти прекратился, – записано в шканечном журнале линейного корабля «Три Святителя». – Правый фланг, не имея у себя ни одного противника, умолк, между тем как на левом были слышны изредка выстрелы с фрегата «Дамиад», который, лежа на мели под прикрытием навалившегося на него фрегата «Низамие», снова открыл огонь; мы и «Париж» по ним действовали, но в 3 часа все смолкло и бой был окончен совершенно: неприятельской эскадры не существовало».
Тогда же прекратили сопротивление и последние береговые батареи № 5 и 6, на которых к исходу сражения уцелело только несколько орудий. «Париж», «Ростислав», а так же подошедшие позднее «Кагул» и «Кулевчи» добили эти батареи последними залпами.
Теперь вдоль берега на камнях лежали и горели девять судов, тогда как остальные уже перестали существовать.
«Неприятельские суда, брошенные на берег, – писал позднее Нахимов, – были в самом бедственном состоянии. Я велел прекратить по ним огонь, хотя они и не спускали флагов, как оказалось, от панического страха, которым были объяты экипажи…»
К 15 часам прекратилась всякая ответная стрельба с турецких фрегатов.
Затем еще в течение часа «Париж», «Три Святителя», «Ростислав», «Императрица Мария» и «Кулевчи» продолжали еще время от времени стрелять, сокрушая последние очаги сопротивления. Прежде всего, береговые батареи которые все еще вели огонь калеными ядрами. В это время загорелись турецкие суда у берега.
Взрывы «Фазли-Аллах», а затем «Неджми-Фешан» вызвали многочисленные пожары в турецкой части города. Жителей охватила паника. Еще в начале сражения губернатор Синопа Хуссейн-паша бежал на заранее приготовленных лошадях; его примеру последовали жители-мусульмане, и остались лишь греки, считавшие русских друзьями. Пожары никто не тушил.
Историк Богданович пишет: «… Брошенные на берег неприятельские суда были в самом бедственном состоянии, и потому было приказано прекратить огонь. Из показаний пленных выяснилось, что только панический страх воздержал их спустить флаги, т. е. сдаться. На фрегате «Незими-Зефер» флаг был немедленно спущен, без сопротивления, по требованию проезжавшего мимо парламентера, посланного для объявления городскому начальству, что эскадра пришла для истребления военных судов, но не желает вредить городу. Транспорты и купеческие суда затонули от попавших в них снарядов; фрегаты «Фазли-Аллах», «Низамиэ» и «Каиди-Зефер», корвет «Неджи-Фешан» и пароход «Эрекли» – все были объяты пламенем; по-видимому, большая их часть была зажжена оставлявшими их командами. По мере того как огонь доходил до крют-камеры, суда взлетали на воздух. Взрыв фрегата «Фазли-Аллах» покрыл горящими обломками турецкую часть города. Это произвело сильный пожар, значительно увеличившийся от взрыва корвета «Неджи-Фешан». Пожар продолжался во все время пребывания нашей эскадры в Синопе. В городе некому было тушить его: все жители разбежались. По словам г. Базанкура, парламентер, не найдя никого, вручил встретившемуся ему австрийскому консулу прокламацию командира русской эскадры».
На остатках «Ауни-Аллаха» был найден избитый командующий турецкой эскадрой Осман-паша. Нашел его мичман Панютин с «Императрицы Марии». С перебитою ногой, избитый в кровь и ограбленный своими же матросами, он сидел по пояс в воде, держась руками за пушечный канат-брюк, почти в бессознательном состоянии. Пришлось Косте Панютину самому прыгать в воду, чтобы вытащить полумертвого старика. Командующий турецкой эскадрой неминуемо бы погиб, если бы его не сняла с горящего фрегата наша шлюпка. В числе других пленных находились еще два капитана, также ограбленные и брошенные на горящих судах своими командами – тяжело раненый командир фрегата «Фазли-Аллах» и капитан одного из корветов.
Позднее капитан «Фазли-Аллаха» на допросе расскажет, что лично видел, как русское ядро попало в шлюпку, на которой переправлялся на берег с тонущего «Низамиэ» младший флагман Гуссейн-паша. От удара ядра шлюпка перевернулась кверху килем, и Гуссейн-паша, побарахтавшись в воде, утонул.