Четыре эсминца, державшиеся под берегом, ушли вперёд, чтобы через четверть часа выйти в атаку с носовых курсовых углов. «Донегол» и «Ланкастер» отбили эту атаку, потопив «Живучий» и нанеся повреждения «Жуткому». Запаривший эсминец направился к берегу, а «Живой» и «Жаркий» отступили.
От Босфора подошли «Очаков» под флагом вице-адмирала Гильдебрандта и «Князь Потёмкин», на котором была заклинена кормовая башня ГК, а также ещё семь эсминцев: четыре «сокола» и три типа «Буйный». Носовая башня была исправна, и несколькими выстрелами «Потёмкин» вынудил вражеские крейсера отойти к югу. По сигналу командующего все наличные эсминцы устремились во вторую атаку.
Бересфорду больше всего на свете хотелось довести артиллерийский бой с тройкой «екатерин» до логического финала – устаревшие русские броненосцы красиво горели и всё реже и реже отвечали на залпы «лайми». К сожалению, русские эсминцы беспардонно сорвали честолюбивый план вице-адмирала.
Повернув на восемь румбов, «Альбион» открыл огонь из 305-миллиметровых орудий по «Князю Потёмкину», оказавшемуся на траверзе, а пушками других калибров – по атакующим эсминцам. Следом за флагманом один за другим повернули «Канопус», «Глори», «Цезарь» и «Ганнибал», аналогично «Альбиону» распределившие цели для своей артиллерии. «Ланкастер» и «Донегол» вступили в жаркую перестрелку с «Очаковым».
Угодив под сосредоточенный огонь пяти английских броненосцев, шесть русских эсминцев пустили торпеды с дальней дистанции, после чего повернули назад. «Сметливый», «Свирепый» и «Строгий» сблизились на десять-пятнадцать кабельтовых. Одна из выпущенных «Свирепым» торпед угодила в борт «Альбиона», но не взорвалась; сам эсминец и оба его систершипа погибли.
Зато взорвались те пять снарядов, которые «Князь Потёмкин» успел всадить в флагман Бересфорда, прежде чем британцы жестоко отомстили. К сожалению, достигнутых попаданий оказалось недостаточно, чтобы пустить «Альбион» ко дну.
Прямо скажем: «Потёмкину» не повезло. Ведя артиллерийскую дуэль с пятью противниками, следовавшими практически параллельным курсом, он попал под огонь «Вендженса» и «Саффолка», подошедших со стороны островка Сивриадар. «Вендженс» шёл наперерез, вынудив «Потёмкин» повернуть к северу, «Саффолк» присоединился к «Донеголу» и «Ланкастеру», которые смогли отвлечь на себя «Очаков», хорошенько получив в ответ от его 203-миллиметровых пушек.
Во время поворота на норд в корму русского броненосца угодил 305-миллиметровый снаряд, повредивший рулевое управление. Руль заклинило в положении «лево на борт», и «Князь Потёмкин» совершил полную циркуляцию, став отличной мишенью для вражеских канониров. Попадания следовали одно за другим, убивая и калеча моряков и выводя из строя орудия.
Разглядев неуправляемую циркуляцию русского корабля, вице-адмирал Бересфорд приказал довернуть на пару румбов, сближаясь. «Вендженс» обрезал курс, ведя меткий огонь, и после попадания 305-миллиметрового снаряда рядом с амбразурой боевой рубки «Потёмкин» окончательно лишился управления. В следующие четверть часа шесть английских броненосцев превратили «Князь Потёмкин» в груду горящего и тонущего металла.
Подтянувшись в район сражения в надводном положении, подводные лодки «Угорь» и «Карп» погрузились, сближаясь с противником. Однако на сей раз «лайми» были начеку: стреляя по замеченным перископам, вражеские корабли интенсивно маневрировали. Командующий Средиземноморским флотом, хорошо усвоивший предыдущий урок, отдал приказ всем вымпелам выйти из боя и полным ходом идти к острову Мармора.
Итоги сражения в Мраморном море штаб Черноморского флота подводил пять дней подряд. Список потерь в личном и корабельном составе ужасал, а объём работ по ремонту повреждённых боевых единиц заставлял шевелиться волосы не только на голове.
Из числа принимавших участие в сражении броненосцев меньше всего пострадала «Чесма» – кораблю был необходим месячный ремонт у стенки завода. Куда более серьёзный ремонт в сухом доке требовался «Ростиславу».
Тратить ресурсы и время на восстановление «Синопа» и «Екатерины II» не имело смысла, так как полученные ими повреждения были слишком велики. Оба броненосца не могли сражаться на равных с более современными британскими кораблями аналогичного класса, построенными по иным концепциям и для решения широкого спектра тактических задач. «Екатерину» с «Синопом» было решено использовать в роли самоходных плавучих фортов в системе обороны Босфора.
На «Очакове» требовалось срочно заменить вышедшие из строя орудия, «Нахимов» с «Сенявиным» нуждались в сухом доке, «Александр II» решили частично перевооружить, заменив вышедние из строя устаревшие 305-миллиметровые орудия парой современных восьмидюймовок Канэ.