Когда брандеры закончили атаку, русские корабли возобновили ураганный огонь по пылающим кораблям противника. В этот момент и остальные корабли русской эскадры, не принимавшие участия в бою, залпами из своих орудий приветствовали славных героев.
В три часа ночи Чесменская бухта была похожа на кратер огромного действующего вулкана. Турецкие корабли пылали и взрывались один за другим. Бухта была освещена багрово-красным заревом; на воде плавали обломки сожженных кораблей.
«Легче вообразить,— рассказывал участник Чесменского боя, капитан-командор С. К. Грейг,— чем описать ужас, остолбенение и замешательство, овладевшие неприятелем. Турки прекратили всякое сопротивление, даже на тех судах, которые еще не загорелись... Целые команды, в страхе и отчаянии, кидались в воду, поверхность бухты была покрыта бесчисленным множеством... спасавшихся и топивших один другого... Страх турок был до того велик, что они не только оставляли суда... и прибрежные батареи, но даже бежали из замка и города Чесмы, оставленных уже гарнизоном и жителями».
В четвертом часу по приказанию Спиридова огонь с русских кораблей был прекращен. Но турецкие корабли продолжали один за другим взрываться и погружаться в воду. Огненная стихия свирепствовала еще долго.
К 9 часам утра турецкий флот был полностью истреблен. Оставалось всего два корабля, стоявших на ветре, на правом фланге турецкой линии.
За ними послали лейтенанта Карташева и капитан- лейтенанта Мекензи, но во время буксировки один корабль загорелся и взлетел на воздух. Другой же, «Родос», был приведен к эскадре. Впоследствии, на пути в Порт-Магон, он наскочил на подводные камни и разбился у берегов Мореи.
Кроме корабля «Родос» удалось спасти от огня еще шесть галер. Всего было сожжено пятнадцать кораблей, шесть фрегатов и около сорока мелких судов противника. Вместе с кораблями погибло не менее десяти-одиннадцати тысяч турецких матросов и офицеров. С береговых турецких батарей было снято 22 медные пушки.
В городе Чесме был высажен русский десант, который захватил большие трофеи в складах, покинутых турками.
Потери русских оказались ничтожными. «Ростислав», который ближе всех находился к неприятелю, не потерял ни одного человека. Сам же корабль, особенно его рангоут, паруса и снасти, был сильно поврежден. На корабле «Европа» было восемь убитых, корпус корабля получил 14 пробоин, из них 7 подводных. Корабль «Не тронь меня» потерял три человека.
Победа русских над турками была полная.
Героями блестящей победы у Чесмы были: руководивший боем адмирал Г. А. Спиридов, командиры кораблей Клокачев, Хметевский, Лупандин, из младших офицеров лейтенант Ильин. Образцы геройства, мужества и отваги показали в бою русские матросы.
В письме вице-президенту Адмиралтейств-коллегии Ивану Чернышеву Г. А. Спиридов писал: «...Честь всероссийскому флоту! С 25 на 26 неприятельский военный... флот атаковали, разбили, разломали, сожгли, на небо пустили, потопили и в пепел обратили... а сами стали быть во всем Архипелаге... господствующи».
В Чесменском сражении русские моряки продемонстрировали всему миру, что Россия вновь стала могучей морской державой.
Чесменская победа оказала большое влияние на ход всей русско-турецкой войны. По времени она совпала с замечательными успехами русских армий на основном театре войны — на Дунае. В начале 1770 г. П. А. Румянцев с семнадцатью тысячами русских войск наголову разбил 150-тысячную турецкую армию при Ларге и Кагуле. Осенью того же года П. И. Панин взял штурмом сильно укрепленную турецкую крепость Бендеры. После этих побед русским открылся путь к низовью Дуная. Под ударами русских войск одна за другой пали турецкие крепости на левом берегу Дуная: Килия, Аккерман, Браилов и другие.
Русские войска заняли главные города Молдавии и Валахии — Яссы и Бухарест.
Победа русского флота была отмечена торжествами, которые в Петербурге и других городах длились в течение нескольких дней.
Придавая празднованию Чесменской победы большое политическое значение, правительство решило ежегодно отмечать этот день.
Чесменскую победу и ее героев — Спиридова, Орлова, Ильина и других прославляли в своих стихах лучшие русские поэты того времени: Державин, Майков, Херасков. В театрах шли специальные спектакли.