Из-за блокады в Константинополе недоставало провизии. 17 мая султана Селима свергли с престола. Но война не прекратилась. Порта отказалась принять мирные предложения России. Утром 10 июня из Дарданелл вышли и стали на якорь 8 кораблей, 5 фрегатов, 2 корвета, 2 брига; за 3 дня к ним присоединились еще 2 корабля, фрегат и шлюп. Капудан-паше было приказано во что бы то ни стало деблокировать пролив и взять Тенедос. Зная от патрульных судов о передвижениях турок, Сенявин с эскадрой направился к Имбросу, чтобы обогнуть остров, выиграть ветер и отрезать противника от Дарданелл и береговых батарей при устье пролива. Замысел его удался. Капудан-паша Сеид-Али узнал 15 июня, что у Тенедоса остались только легкие российские суда, и направился к острову. 16 июня турки высадили сильный отряд; гарнизон острова, составлявший всего 600 человек, решительно оборонялся в ожидании подкреплений и дважды отбивал штурмы. Из-за неблагоприятных ветров эскадра Сенявина лишь 17 июня обогнула Имброс и обнаружила, что турецкий флот расположился в проливе между Тенедосом и Анатолийским берегом, обеспечивая переброску войск на остров. Когда русские корабли начали приближаться, турки снялись с якорей и стали уходить. Сенявин подошел к Тенедосу. Пока легкие суда истребляли неприятельские десантные и транспортные суда, с кораблей Сенявина переправили на берег припасы, необходимые гарнизону крепости. Оставив для защиты острова «Венус», «Шпицберген» и два корсарских судна, вице-адмирал с 10 кораблями 18 июня отправился за неприятельским флотом. Однако в течение дня не удалось найти неприятеля. Утром 19 июня турок обнаружили у южной оконечности Лемноса. Сеид-Али располагал 10 кораблями (один из которых стоял у острова Тасос), 6 фрегатами и несколькими легкими судами примерно с 1200 пушками против 754 орудий 10 русских кораблей. Основной проблемой для русских был недостаток снарядов, и Сенявину пришлось приказать вести бой на короткой дистанции. Тем не менее флагман решил дать неприятелю решительное сражение и тем побудить правительство султана к миру. Чтобы вывести из строя флагманские корабли неприятеля, Сенявин выделил против каждого по 2 линейных корабля. Остальные силы под командованием Грейга и самого вице-адмирала составили подвижные отряды.
После Афонского сражения Сенявин установил тесное взаимодействие с английской эскадрой. Но 12 августа он получил известие о Тильзитском мире. 14 августа русский и английский флоты разошлись, ибо оказывались в разных лагерях.