После сражения у Керченского пролива капудан-паша Хюсейн, отступив к турецким берегам, исправил там повреждения, усилил свой флот линейными кораблями и в начале августа 1790 года вновь показался у берегов Крыма. Проведя таким образом демонстрацию флага, Хюсейн-паша 17 августа подошел к выходу из Днепровского лимана, заняв позицию на якоре между островом Тендра и побережьем у Гаджибея, в расстоянии более 10 миль от последнего. Такое положение позволяло турецкому флоту блокировать выход из лимана и держать под контролем важную для российского флота коммуникацию Лиман-Севастополь, препятствуя соединению Севастопольского корабельного флота с новыми кораблями из Херсона.
В составе турецкого флота под командованием Хюсейн-паши насчитывалось 14 линейных кораблей (до 1000 орудий, до 10.000 человек экипажа), 8 фрегатов (до 360 орудий), 23 бомбардирских судов, малых крейсерских кораблей и плавучих батарей.
Российский флот под командованием контр-адмирала Ф.Ф. Ушакова из-за недостатков в снабжении и слабости ремонтных средств Севастополя был полностью готов к походу только к 20 августа. Замысел российского командования, утвержденный в общих чертах ордером генерал-фельдмаршала Г.А. Потемкина от«18 августа 1790 года, заключался в том, чтобы Севастопольский корабельный флот, подойдя к устью лимана, присоединил к себе 46-пушечный корабль "Навархия Вознесение Господне" и 3 фрегата, конвоируемые Лиманской флотилией генерал-майора И.М. Де-Рибаса. После такого усиления Ф.Ф. Ушакову следовало атаковать турецкий флот. При этом, в случае боя в прибрежном районе, не исключалось содействие корабельному флоту гребных судов Лиманской флотилии. Ф.Ф. Ушаков вышел из Севастополя 25 августа с флотом в составе 10 линейных кораблей (596 орудий), 6 фрегатов (240 орудий), 1 бомбардирского судна, 1 репетичного судна, 17 малых крейсерских кораблей и 2 брандеров. Общая численность экипажей достигала 7969 человек, в том числе 6577 человек на линейных кораблях и фрегатах.
Учитывая известное ему местонахождение турецкого флота, Ф.Ф. Ушаков вполне обоснованно полагал, что соединение с Лиманской флотилией будет невозможным без предварительного сражения с противником. Рассчитывая только на свои силы, адмирал надеялся на вероятное ослабление турок в результате Керченского сражения, которое, по его мнению, также отрицательно сказалось на состоянии морального духа турецких моряков.
Вскоре после 5 часов 28 августа 1790 года сигнальщики на салингах русских кораблей обнаружили флот Хюсейн-паши, который стоял на якоре между Тендрой и Гаджибеем, не потрудившись обеспечить себя разведкой от внезапного появления противника. К 8 часам обстановка прояснилась: Ф.Ф. Ушаков увидел, что противник имеет превосходство в численности линейных кораблей и орудий. Несмотря на это, российский командующий приказал прибавить парусов и, "пользуясь способным ветром и беспорядком неприятеля, спешил сблизиться и атаковать". Турецкий флот, обрубив якорные канаты и в беспорядке вступив под паруса, попытался уклониться от сражения. Но Ушаков, не тратя время на перестроение в линию баталии, преследовал противника в походном порядке (три кильватерных колонны) и, приведя несколько к ветру, в полдень создал угрозу отставшим кораблям турецкого флота. Опасаясь, что его арьергард может быть отрезан от главных сил флота, капудан-паша был вынужден повернуть на правый галс и начал выстраивать линию баталии.
По сигналу Ушакова русский флот с 12 часов на ходу перестроился в линию баталии и тоже повернул на правый галс, сохранив наветренное положение (см. схему, положение на 14 часов). При этом он "на всякий случай, ежели бы передовые неприятельские корабли, выиграв ветр, покусились с обеих сторон атаковать нашу линию, приказал передовым трем фрегатам - "Иоанну Воинственнику", "Иерониму" и "Покрову Богородицы" выйти из линии и построить корпус резерва (выделение автора статьи) против передовой части флота". Такое построение позволило также сплотить передовую часть линии баталии, сосредоточив в голове ее 6 линейных кораблей с поддержкой из 3 фрегатов - 68 % всех орудий флота (см. схему линии баталии).
После этого, по сигналу "Спуститься на неприятеля" российский флот сблизился с неприятелем на дистанцию картечного выстрела (менее 100 метров) и в 15 часов вступил в "жестокое сражение". Под огнем русских кораблей турки терпели большие повреждения и потери и невольно спускались под ветер, преследуемые настойчивым противником.
Около 16 часов один из флагманских турецких кораблей - передовой 80-пушечный корабль, "чрезвычайно легкий" на ходу, вырвался вперед и, повернув оверштаг, попытался выиграть ветер и поразить продольным огнем головной корабль российского флота "Святой Георгий Победоносец". По сигналу Ф.Ф. Ушакова фрегаты "корпуса резерва", прибавив парусов, пресекли эту дерзкую попытку. Попав под огонь фрегата "Иоанн Воинственник", которым командовал капитан 2-го ранга А.Г. Баранов, турецкий корабль спустился под ветер и прошел между линиями враждебных флотов, поражаемый ядрами с кораблей российского авангарда и кордебаталии. Серьезный урон потерпел и флагманский корабль капудан-паши Хюсейна, атакованный флагманским кораблем Ушакова "Рождество Христово" и соседними с ним сильнейшими кораблями.
Около 17 часов, не выдержав сильного огня русских, капудан-паша, а за ним и весь турецкий флот, повернув через фордевинд, обратились в беспорядочное бегство. При повороте корабли Хюсейн-паши и следующего за ним по старшинству флагмана - трехбунчужного паши (адмирала) Сеит-бея - опасно сблизились с российской линией баталии. "Рождество Христово" и "Преображение Господне" нанесли этим кораблям новые серьезные повреждения, а "Капудания" под флагом Сеит-бея лишилась сбитых ядрами грот-марселя и крюйселя.
Российский флот под всеми парусами преследовал противника до 20 часов, когда последний "в рассуждении легкости судов" несколько оторвался от погони и, не зажигая огни, стал скрываться в темноте. Ушаков, стремясь сохранить наветренное положение, повернул оверштаг и к половине 10-го часа вечера соединенно поставил свой флот на якорь.
