上午10点钟，双方舰队的主力战舰在敖德萨海军基地附近海域打响了第一炮，接下来双方舰队展开了一场惨烈的海上对决，这场海战虽然也有从敖德萨海军基地起飞的俄国战机加入了海战，不过双方舰队主要的攻击手段还是舰炮的对轰。这场海上对决一直持续到了近6个小时，最终以奥斯曼土耳其海军的惨胜而结束，俄国黑海舰队在海战中，从美国购买的1艘内华达级超级无畏战列舰和2艘萨拉托加级战列巡洋舰都被击沉，另外还有2艘大型快速装甲巡洋舰、4艘快速防护巡洋舰、5艘驱逐舰、12艘鱼雷艇和4艘潜艇被击沉。

俄国黑海舰队残余的1艘内华达级超级无畏战列舰也受了不轻的伤，这艘没有被击沉的内华达级超级无畏战列舰，也是俄国黑海舰队的旗舰，其他黑海舰队没有被击沉的军舰，还剩下1艘大型快速装甲巡洋舰、2艘快速防护巡洋舰、3艘驱逐舰、8艘鱼雷艇和2艘潜艇，其中也有几艘的伤势不轻。

此外从敖德萨海军基地起飞助战的16艘俄国战机，也全部被奥斯曼土耳其海军的防空火力击落。

要不是俄国黑海舰队指挥官已经看不到胜利的希望，果断命令残余的舰队撤回敖德萨港口，说不定奥斯曼土耳其海军一战，就能全歼了俄国黑海舰队。

重创了俄国黑海舰队，奥斯曼土耳其海军主力付出的代价也不小，1艘多里亚级超级无畏战列舰、1艘但丁级无畏战列舰、2艘大型快速装甲巡洋舰、3艘快速防护巡洋舰、6艘驱逐舰、11艘鱼雷艇和4艘潜艇在海战中被击沉，另外还有多艘军舰受了重伤。

不过不管怎么样，奥斯曼土耳其海军已经实现了最初的目标，一战就重创了俄国黑海舰队。

俄国人对于奥斯曼土耳其海军突袭敖德萨海军基地，重创了黑海舰队，顿时感到大惊失色，不过俄国另外一支主力舰队此时龟缩在波罗的海，对于敖德萨海军基地和黑海舰队鞭长莫及，俄国沙皇尼古拉二世只能命令敖德萨海军基地附近的俄国陆军，立即支援敖德萨海军基地，防备奥斯曼土耳其帝国的陆军部队进行登陆。

另外沙皇尼古拉二世命令残余的黑海舰队，配合敖德萨海军基地的大量岸防炮以及驻守部队，不惜一切代价守住敖德萨港口。

奥斯曼土耳其帝国这次在俄国开辟另外一个战场的决心非常之大，海战结束的第二天清晨，奥斯曼土耳其陆军就在己方舰艇的炮火掩护下，对敖德萨港口展开了登陆作战。

在随后的3天当中，奥斯曼土耳其陆军不计伤亡的选择了昼夜进攻，终于在11月4日的傍晚，占领了敖德萨港口，而此时敖德萨港口的俄国炮台，基本上已经全部被摧毁，俄国黑海舰队的军舰，也仅仅剩下重伤的1艘内华达级超级无畏战列舰，其他军舰已经全部在3天的登陆作战当中，被奥斯曼土耳其海军的舰炮给击沉了。