30 kasım, saat 12:00 sularında; birinci sınıf Rus savaş Gemileri, filikalarını gemici ve asker yüklü olarak Sinop Limanının girişine Boztepe burnuna yakın bir noktada denize indirdiler. Gemiler iki kolona halinde Sinop limanına doğru rüzgarın da yardımıyla pupa yelken hızla ilerliyordu. Saat 12:30 da savaş başladı.

Amiral Nakhimov, Sancak gemisi İmparatoriçe Mariya önde, Rostilov, Toheama (Çeşme) kalyonları Sinop Yarımadasının Güney kıyılarına paralel kıyıdan takriben 1.000 – 1500 Yarda uzaklıkta, kıyı bataryalarının menzilinde Osmanlı Sancak gemisine, hilalin merkezine doğru ilerliyordu. Tugamiral Novasilsky komutasındaki ikinci kolona geniş bir kavisle daha güneyden itibaren Osmanlı filosunun Güney batı kanadına paralel Hilalin ortasına doğru ilerliyordu. Novasilsky, Sancak gemisi Paris, Trisivyatitel, Grandük Konstantin. Fark edildiklerinde iyice yaklaşmışlardı. Bu esnada Osmanlı gemilerinin her iki kanadından da ayrıca kıyı bataryalarından da ateş açılmamıştı.
Saat 12:30 da Rus Amiral Nakhimov’un Sancak gemisi, Riyale Bozca Adalı Hüseyin Paşa’nın Sancak gemisi Nizamiye firkateyni’ne ve Patrona Osman Paşa’nın Avnillah II firkateynine, Kont Amiral Novasilsky’nin Sancak gemisi de Patrona Osman Paşa’nın Sancak gemisi Avnillah II firkateyni’ne bir tüfek atımı yaklaşmıştı ki Riyale Hüseyin Paşa ateş emrini verdi. Ya Allah nidaları, atılan naralar, top seslerine karışmış ortalık cehenneme dönmüştü. Nizamiye II Firkateyni’nin sancak bordasındaki 32 top namlusu düşman gemisine gülle yağdırdı. 

Diğer Osmanlı gemileri de toplarını ateşlemişti. Rus gemileri Borda toplarını Osmanlı gemilerine çevirebilmek için hızla demir atıp gerilen halatların yardımıyla borda bordaya gelmeye ve topçu düellosuna başlamak için çalışıyorlardı. Bu manevralar sırasında Osmanlı gemilerinden atılan gülleler Düşman gemilerinin küpeştelerini parçalıyor, armalarını buduyordu. Gemiler birbirine o kadar yaklaşmıştı ki atılan hiçbir gülle boşa gitmiyordu. Rus gemilerindeki toplar aslında daha modern, daha uzun menzilli ve mühimmatları yüksek tahrip gücüne sahipti. Rus gemilerinin bu kadar yakına girip tereddüt geçirmeleri aborda olmaktan son anda vazgeçtikleri izlenimi uyandırmaktadır. Üstelik Rus kuvvetleri, Mürettebat olarak Osmanlıdan iki katından daha fazlaydı.

Amiral Nakhimov’un sancak gemisi İmparatoriçe Mariya, Patrona Osman Paşa’nın forsunu taşıyan Avnillah II ve Riyale Hüseyin Paşa’nın Nizamiye firkateyn’lerini, Necm-i Efşan, Fevzi Mabut korvetini ve Sinop kalesini (5 No’lu batarya’yı),  Rostilov kapak sınıfı, Necm-i Evşan ve Fevz-i Mabut Korvetini, Dimyat firkateynini ve (4 No’lu Batarya’yı), Tohema (Çeşme), kapak sınıfı, Dimyat ile Kaid-i Zafer firkateynlerini, (3No ve 4 No’lu bataryaları), Tuğamiral Novosilsky’nin Sancak gemisi 120 toplu Paris, Patrona Osman paşa’nın Avnillah II, Fazlullah firkateyn’lerini, Gül-i Sefid korvetini, Nesim-i zafer firkateyni ile (5 No’lu Batarya’yı), Trisivyatitel, Fazlulah, Gül-i Sefid, Nesim-i Zafer Firkateynleri ile (6 No’lu Batarya’yı)  Grandük Konstantin, Navek-i Bahri Firkateynlerini ve(6 No’lu Bataryayı) Ateş altına aldılar.   
 
Ruslar limana girip savaşa başladıkları sırada Arap Yahya Bey demir Almış bulunuyordu. Saat 13:00’de Taif Osmanlı gemilerinin arkasından geniş bir kavisle Gerze istikametine doğru uzaklaşmaya başladı. Taif Ruslarla yapılacak bir savaşı izlemek için Sinop’a gelen İngiliz’leri de alarak savaş meydanını terk etti. Fazlullah firkateyni komutanı Kavaklı Ahmet Bey’de gemisini terk etmişti. Aynı anda Sinop Ayanı Kavizadeoğlu Hüseyin Bey’de daha önceden toparladığı eşyaları ve mahiyeti ile birlikte Sinop surlarının dışına kaçmıştı. Ayan’ın kaçtığını gören halk da onunla birlikte Sinop’u terk etmişti.

Rusların da ateş açmasıyla ortalık tam bir cehenneme dönmüştü. Osmanlı denizcilerinin İlk kez karşılaştığı bu içleri barut dolu gülleler (Humbara’lar = Patlayıcı yanıcı madde) hem parça tesiri yapıyor, hem de yangın çıkarıyordu. Otuz dakika içinde gemilerin tamamında yangın çıkmış, denizcilerin çoğu şehit ya da gazi olmuş, cephanelikten barut getirecek mürettebat kalmamıştı. Bir kısmı ateş kesmiş yangınla baş etmeye çalışırken bazı Türk gemilerinden ara sıra cılız top atışı ile karşılık verilmeye çalışılıyordu. Koramiral Nakhimov’un sancak gemisi İmporatorice Mariya kalyonu’nun açtığı ateşle, Osman Paşa’nın Avnillah Firkateyni ağır hasara uğradı, ateş keserek yangınla müçadeleye başladı. Ardından Amiral Nakhimov’un sancak gemisi İmparatoriçe Mariya, Nizamiye firkateyn’ini ağır hasara uğratmış, gemi olduğu yerde yanarak sulara gömülmüştü. Ardından Necm-i Efşan Korveti’ni de ağır hasara uğrattı. Gemi yanıyor ve hızla su alıyordu. Kıyıya sürüklenirken battı. Bu batık bu gün Sinop balıkçı barınağının sonradan uzatılan dalga kıranı altında kalmıştır. Paris kalyonu; Avnullah II firkateyni 30 dakika içinde delik deşik etmişti, fakat hala dayanıyor, yangınla mücadele ediyor, ara sıra da olsa düşmanına cılız bir ateşle karşılık veriyordu. Paris Kalyonu bu defa Gül-i Sefid korvetini altmış sekiz librelik toplarıyla ağır hasara uğrattı yanarak sahile doğru sürüklendi ve Kayseriye tabyasının önünde karaya oturup iskele (sol)tarafına yattı ve yanmaya devam etti. Yoğun duman Kayseriye tabyasının önünde bir perde oluşturdu. 

Ateş kesmek zorunda kaldı. Trisivyatitel kalyonu, Fazlullah’ı da ağır hasara uğratmış gemi yanarak demir halatları kesilmiş bir halde karaya oturan diğer gemilerin arasına karaya sürüklendi. Rostilov ve Tohema, Mısır donanmasından Dimyat firkateyn’ini ağır hasara uğratmış bu gemide yanarak diğer enkazların yanına sürüklenmişti Dimyat firkateyninden üç yüz denizci kurtulup karaya çıkmayı başarmıştı. Bunlardan bir kısmı çok iyi yüzme bildikleri için yüzerek, bir kısmıda filika ve tutundukları enkaz parçaları ile bunu başardı. İmparatoriçe Marya, Ereğli buharlı gemisini de ağır hasara uğrattı bu gemide yanarak diğer gemilerin yanına sürüklendi. Tohema, Kaid-i Zafer firkateynini ağır hasara uğrattı. Bu gemi olduğu yerde battı. Bugünkü Sinop iskelesi balıkçı barınağı tarafında batmıştır. Grandük Konstantin bir yandan Kayseriye tabyasını topa tutuyor diğer yandan da Navek-i Bahri firkateynine ateş açıyordu. Grandük Konstantin’in altmış sekiz librelik topları Nesim-i Zafer firkateynini büyük hasara uğratmış gemide yangın çıkmış ayakta kalan bu üç geminin üzerlerine Saat 2:30 kadar süren iki buçuk saat düşmanın şiddetli top atışına dayanmıştı, demir halatları kesilen Navek-i Bahri güney batı istikametine bulunduğu mevkiden çok uzağa (Bu gün ki DSİ tesislerini açığına )sürüklenmişti. Her isabet eden gülle İmamoğlu Ali Bey’in denizcilerinden birkaçını şehit ediyordu.

Üç geminin dışında diğer tüm gemiler ya batmış ya karaya gitmişti. Liman ağzını tutan firkateynlerin kendine doğru manevra yaptığını gören İmamoğlu Binbaşı Ali Bey adamlarının çoğunu kaybetmiş göğüs göğüse savaşacak adamı da kalmamıştı. Geminin havaya uçurulması emrini verdi. Verdiği emrin yerine getirilmediğini gören Ali Bey Gemisinin düşman eline geçmesine müsaade edemezdi. Mürettebatına gemiyi terk emri verdi. mürettebatın gemiyi terk etmesini sağladıktan sonra cephaneliğe yanan bir paçavra fırlattı, Adamlarının çoğu şehit olmuş kalanların da çoğu yaralanmıştı. Daha fazla kaybına dayanamadı. Adamlarının bütün ısrarlarına rağmen de gemisini terk etmedi. Onlara; “Sizler vazifenizi sonuna kadar yaptınız gitmekte serbestsiniz. Ama benim vazifem henüz bitmiş değildir. Bir gemi kumandanı şartlar ne olursa olsun gemisini terk etmez. Ancak gemisi ile mukadderat birliği yaptığı takdirde vazifesini bitirmiş olur.” Demişti.