Задачей флота стал постоянный обстрел крепости одним, а при необходимости — и несколькими кораблями. Моряки, заменяя осадную артиллерию, выстроили на берегу батарею из корабельных пушек и единорогов. Высаженные на берег моряки участвовали в постройке укреплений, сооружали лазарет. Флот являлся плавучим складом для осаждавших, снабжавших их боеприпасами, провизией и материалами.
С 9 мая отряды русских кораблей проводили ежедневную бомбардировку. Малые суда крейсировали у берегов Абхазии. 9 мая катер «Сокол» привел турецкое судно с тремя сотнями турецких войск, взятое южнее Суджук-Кале; лейтенанта Вукотича наградили орденом Святого Георгия IV степени. Второе судно с войсками взял в Суджук-Кале бриг «Ганимед», третье расстрелял «Сокол», ибо турки успели бежать и вытащить судно на берег. Четвертый приз взял баркас и катер яхты «Утеха», за что командира яхты также наградили орденом Святого Георгия IV степени. 17 мая стало известно о том, что командир брига «Пегас» капитан-лейтенант Баскаков после боя истребил турецкое судно в Геленджике.
Главный командир не хотел оставить Анапу на попечение одних сухопутных войск. Так как осада затянулась, в соответствии с инструкцией Императора для обеспечения плавания судов вдоль берегов Румелии (Румынии и Болгарии) Грейг послал 3 корабля и 2 фрегата под командованием вице-адмирала Мессера. Эскадре следовало брать трофеи, отправлять их в Севастополь и собирать сведения о турецком флоте и положении в Константинополе. Конечно, было рискованно разделять силы, однако вице-адмирал не ожидал, что турки так рано смогут выйти в Черное море.
18 мая, заметив, что противник готовит вылазку, Грейг послал два корабля и фрегат, которые помогли огнем сухопутным войскам отразить атаку неприятеля из крепости и чеченцев с гор. 20 мая был предпринят ответный ход. Капитан-лейтенант Немтинов получил приказ вырезать из-под стен крепости стоявшие там суда. Командуя группой гребных судов с кораблей и фрегатов, Немтинов овладел тремя судами, чем заслужил орден Святого Георгия IV степени; остальные суда взять не удалось, ибо они стояли за боном.
28 мая турки и черкесы в числе 9–10 тысяч из крепости и с гор вновь пытались атаковать, но понесли значительный урон и отступили. После этого дня они не наступали, что способствовало активизации осадных работ.
Прежде чем штурмовать, 10 мая русские корабли прекратили обстрел, и на корабле «Париж» взвился белый переговорный флаг. Грейг отправил на берег чиновника для особых поручений Ботьянова с предложением о сдаче. Комендант просил четыре дня для раздумий, но получил лишь пять часов. Тем не менее и 11 июня переговоры продолжались. 12 июня турецкое командование согласилось на предложенные ему условия капитуляции. В тот же день русские войска через брешь заняли крепость, а поднятый русский флаг флот приветствовал салютом. На следующий день вице-адмирал отправил на «Метеоре» к Николаю I с донесением флигель-адъютанта Толстого. В донесении Грейг давал высокую оценку действиям князя Меншикова и сообщал, что после отправки пленных в Керчь и принятия десанта выступает к западным берегам.
16 июня стало известно, что за бои 28 мая Меншиков получил орден Святого Георгия III степени, Перовский — IV степени. 20 июня за отличие при покорении Анапы Грейга произвели в адмиралы, Меншикова в вице-адмиралы с утверждением в должности начальника морского штаба. Награды получили офицеры и команды. Известие об этом достигло эскадры 28 июня, в тот же день под гром салюта был поднят на «Париже» адмиральский флаг.
Наступало время для более активных действий Черноморского флота у побережья Румелии. Русские войска 27 мая переправились через Дунай, овладели крепостями Исакча и Кюстендже (Констанца), выйдя к берегу Черного моря. Теперь открывался путь к Константинополю вдоль побережья. Но пройти этот путь без поддержки с моря было невозможно.
Дибич писал, чтобы десантные войска оставались на эскадре и что дальнейшими задачами морской силы будет блокада и взятие Варны — важного пункта на пути к Константинополю. Крейсировавшая в районе мыса Калиакрия — Созополя эскадра вице-адмирала Мессера в мае-июле не допускала переброски неприятелем подкреплений к Варне, тогда как 3-й корпус 8 июля блокировал крепость со стороны Шумлы. 3 июля флот снялся с Анапского рейда и направился на запад, 9 июля пришел к Севастополю, где были отправлены на берег раненые и больные, пополнены запасы, после чего направился к Мангалии.
12 июля пришло уведомление Дибича, чтобы Меншиков по прибытии к цели выехал в Главную квартиру, а флот шел к Варне для блокады, но десант не высаживал до особого указания. Узнав, что русские полки вышли к Каварне, Грейг направился к этому порту и соединился с Мессером, который сообщил, что за время крейсерства его суда взяли девять призов.