В июле 1823 года он отправился в Грецию на борту корабля
Борьба за независимость Греции знала свои подъемы и спады и сопровождалась чудовищными актами насилия и жестокости с обеих сторон. Турки отстаивали территориальную целостность своей империи и получили подкрепления из Египта. Это был флот под командованием паши Ибрагима. Греки постепенно теряли свои позиции на полуострове Пелопоннес, и под угрозой оказался город Афины.
Члены Греческого комитета в Лондоне настойчиво просили Кохрейна принять командование флотом и помочь грекам. Формальное приглашение он получил от Греческой национальной ассамблеи.
Кохрейн назначил высокую цену за свои услуги. Он потребовал 57 000 фунтов стерлингов, из которых 37 000 фунтов следовало выплатить в качестве аванса, а остаток — когда Греция будет освобождена. Он хотел командовать военным флотом, составленным из пароходов. Было согласовано, что шесть пароходов будет построено в Англии. В США был размещен заказ на два тяжелых парусных фрегата.
Поставив предприятие в зависимость от строительства судов, Кохрейн не хотел ехать в Грецию без них. В то же время в Англии он мог быть наказан за службу другим государствам. Кохрейн отплыл в Булонь, где к нему присоединились жена и дети — Лиззи и годовалый Артур. Два старших сына — Том и Горацио — учились в школе.
Кохрейн и его семья прожили во Франции шесть недель и вынуждены были покинуть страну, поскольку бывшему командующему чилийским флотом угрожало судебное преследование за захват французского брига в Тихом океане. В декабре 1825 года Кохрейны приехали в Брюссель.
Ожидание было долгим и томительным. К счастью, Греческий комитет обеспечил Кохрейна шхуной
В 1826 году турки взяли Афины. Патриоты продолжали удерживать лишь Акрополь — скалистый холм с пологой вершиной, и некоторые местные жители нашли убежище среди развалин древнего Парфенона и близлежащих храмов. Отряд защитников возглавлял храбрый ветеран — французский полковник Шарль Фавье.
В марте 1827 года Кохрейн прибыл в Грецию, имея в своем распоряжении шхуну
В апреле на встрече политических лидеров Греции графа Каподистрия — бывшего министра иностранных дел Российской империи — избрали президентом Национальной ассамблеи. Были приняты решения о назначении сэра Ричарда Чёрча главнокомандующим греческой армией и Томаса Кохрейна — командующим адмиралом греческого флота.
Силы патриотов были сконцентрированы в районе гавани, расположенной в нескольких милях к юго-западу от Афин. Мужественные защитники Акрополя продолжали сопротивление, но их запасы провизии таяли. Воины греческой армии видели Акрополь издали, но не могли свободно к нему приблизиться — подход был блокирован турками, занимавшими монастырь. Общая численность осаждавшей Акрополь турецкой армии составляла 7000 солдат.
Кохрейн был флотоводцем, однако он принимал участие в наземных операциях. Адмирал выпустил серию прокламаций, слова которых шли к сердцу греков и возбуждали чувства любви к родине. Он цитировал Демосфена и призывал патриотов подняться против общего врага. Был изготовлен греческий флаг, идея которого принадлежала Кохрейну. Он назначил награду в 1000 долларов храбрецу, который водрузит это знамя на вершине Акрополя.
24 апреля отряд морских пехотинцев и тысяча солдат совершили высадку на берегу, откуда можно было атаковать монастырь. На следующий день Кохрейн обеспечил высадку еще тридцати человек. Турки наблюдали за движениями неприятеля и решились на контратаку. Они покинули монастырь и стали спускаться вниз по склону холма. Кохрейн понял, что настал решительный момент. Он обратился к воинам с пламенным призывом и возглавил атаку, держа в руках телескоп. Вдохновленные отвагой командира, греки с криками устремились вперед. Они наступали по всей линии и обратили турок в бегство. Триста солдат неприятеля нашли убежище в монастыре, остальные устремились в сторону Афин.