Когда в Севастополе узнали, что у Кавказского побережья появился турецкий флот, эскадра Ушакова сразу вышла в море. В ее составе было пять линейных кораблей, десять фрегатов и семнадцать мелких судов. В турецком флоте насчитывалось десять линейных кораблей, восемь фрегатов и 36 мелких судов. Вскоре Ушакову стало известно, что неприятель направляется к Керченскому проливу. Он поставил свою эскадру на якорь вблизи Бугазской протоки. Дымка слегка закрывала горизонт и, естественно, маскировала корабли. 8 июля около десяти часов утра показался неприятельский флот. Быстро снявшись с якоря, Ушаков построил эскадру в линию баталии и пошел на сближение. Гуссейн-паша выполнил примерно такой же маневр, причем против русского авангарда выделил самые мощные корабли, в промежутках между крупными кораблями поставил более мелкие.
Около полудня оба флота, сблизившись на дистанцию артиллерийского огня, некоторое время шли параллельными курсами, как бы примериваясь друг к другу. Напряжение возрастало. Наконец, турки не выдержали и пошли в атаку. Массу огня они обрушили на русский авангард, однако атака не удалась. Командующий авангардом бригадир Г.К. Голенкин искусно отразил нападение: подпустив противника на пистолетный выстрел, он открыл мощнейший огонь, чем вызвал у врага замешательство. Ушаков же, сомкнув как можно плотнее крупные линейные корабли и выделив фрегаты в отдельный отряд, пошел на помощь своему авангарду. Этим маневром он разделил неприятельскую эскадру. Около трех часов дня изменившийся ветер позволил Ушакову сблизиться на дистанцию пистолетного выстрела.
В сражение была введена не только крупная, но и вся мелкая артиллерия. Превосходство русской артиллерии было очевидным. Русские фрегаты на равных дрались с 80-пушечными линейными кораблями. Сосредоточенный и прицельный огонь наносил большие разрушения неприятельскому флоту, засыпая палубу обломками мачт и рей. Не давая ему опомниться, Ушаков вышел из линии баталии и почти вплотную сблизился с кораблем Гуссейна-паши, угрожая ему абордажем. Не выдержав натиска, турецкие корабли начали отходить, и вскоре отступление стало общим. И снова превосходство в скорости спасло турецкие корабли от полного разгрома. К шести часам вечера преследование уходивших турецких кораблей прекратилось, а вскоре противник потерялся из вида.
Первая попытка противника развернуть наступление на Крым со стороны Кавказа была успешно отражена. Центр тяжести вновь сместился к северо-западной части Черного моря.
За Керченское сражение Ушаков был награжден орденом Святого Владимира 2-й степени, а капитаны 1 ранга Кумани, Шатилов, Вильсон, Заостровский, Языков, Обольянинов, Ельчанинов, Поскочин и капитан 2 ранга Данилов получили ордена Святого Владимира 4-й степени за храбрость.
О Керченском сражении Ушаков писал Дерибасу следующее:
«