Турецко-египетский флот насчитывал 3 линейных корабля, 5 двухдечных 64-пушечных фрегатов, 18 фрегатов, 42 корвета, 15 бригов и 6 брандеров (всего по разным источникам от 2,1 тыс. до 2,6 тыс. орудий). Вход в бухту с двух сторон простреливался 165 орудиями береговых батарей, расположенных в Наваринской крепости и на острове Сфактерия. Главнокомандующим турецко-египетскими войсками и флотом был Ибрахим-паша.

8 (20) октября 1827 г. союзные эскадры стали входить в бухту кильватерной колонной и занимать места согласно принятой ранее диспозиции. Как только корабли английской эскадры стали опускать якоря, турки открыли по ним беглый ружейный огонь и убили английского офицера-парламентера, направлявшегося на переговоры с турецким адмиралом. В это же время с египетского корвета был произведён первый пушечный выстрел по французскому флагманскому кораблю «Сирена», а крепостные батареи открыли перекрёстный огонь по флагманскому кораблю русской эскадры «Азов», проходившему во главе отряда через узкий пролив в Наваринскую бухту.

В течение 4 часов длилась ожесточённая схватка на короткой дистанции, во время которой союзные эскадры действовали в полном единодушии, оказывая друг другу взаимную поддержку. Турецко-египетский флот был полностью уничтожен. Наиболее решительно и искусно действовала русская эскадра под командованием контр-адмирала Гейдена, разгромившая весь центр и правый фланг неприятельского флота. Она приняла на себя главный удар противника и уничтожила большую часть его кораблей. Потери турецко-египетского флота составили более 60 кораблей и судов, в том числе 3 линейных корабля, 9 фрегатов, 24 корвета, 14 бригов. Потери только убитыми и утонувшими составили более 7 тыс. человек. Ночью турки сами сожгли почти все свои оставшиеся суда. Союзники не потеряли ни одного корабля. Их потери убитыми и ранеными составили около 800 человек.

В бою особенно отличился русский флагманский корабль «Азов» под командованием капитана 1-го ранга М. П. Лазарева. «Азов» потопил 2 фрегата и корвет, сжёг 60-пушечный фрегат под флагом Тахир-паши, заставил выброситься на мель 80-пушечный корабль, а затем вместе с англичанами уничтожил турецкий флагман.

За боевые подвиги линейному кораблю «Азов» впервые в русском флоте был присвоен кормовой Георгиевский флаг и вымпел. Его командир, капитан I ранга М. П. Лазарев, был произведён в контр-адмиралы. Контр-адмирал Л. П. Гейден стал вице-адмиралом, кавалером ордена Святого Георгия 3-й степени, французского ордена Святого Людовика и английского ордена Бани. Большинство офицеров русской эскадры получили русские, английские и французские ордена и повышение в звании.