Το πρωί της 5 Ιανουαρίου 1913, απέπλευσε επικεφαλής του Ελληνικού στόλου, που τον συγκροτούσαν το εύδρομο μάχης «Αβέρωφ» ναυαρχίδα, τα θωρηκτά «Σπέτσαι» αρχηγίδα του μοιράρχου Π. Γκίνη, «Ύδρα» και «Ψαρά» και 6-7 αντιτορπιλικά. Την ώρα που ο ελληνικός στόλος εγκατέλειπε το Μούδρο (περί τις 09:45), εμφανίζεται σε απόσταση 15 περίπου μιλίων ο τουρκικός στόλος του Ραμίζ Μπέη που τον συγκροτούσαν τα θωρηκτά «Χαϊρεδδίν Βαρβαρόσσα» (Barbaros), «Τουργούτ-Ρέϊς» (Turgut Reis) και «Μεσουδιέ» (Mesudiye) το εύδρομο/καταδρομικό «Μετζητιέ» (Mecidiye) και 5-8 αντιτορπιλικά και άλλα ελαφρά σκάφη. Ο ελληνικός στόλος στράφηκε αρχικά προς τα αριστερά για να προσεγγίσει τον τουρκικό και στη συνέχεια δεξιά για να αποφύγει χειρισμούς του τουρκικού στόλου. Ώρα 11:35 ο τουρκικός στόλος άρχισε να βάλει με τα πυροβόλα του εναντίον των ελληνικών πλοίων από απόσταση 8.400 μέτρων. Ο ελληνικός απάντησε αμέσως. Το πυροβολικό του Ελληνικού στόλου βάλει με καταιγιστικά πυρά εναντίον των τουρκικών πλοίων. Ώρα 11:55 στο Barbarossa διακρίνονται πυρκαϊές και το «Μεσουδιέ» που πλήγηκε από τα θωρηκτά «Ψαρά» και «Ύδρα», εξέρχεται από τη γραμμή με καπνούς πυρκαϊάς.
Το θωρηκτό Barbarossa έχει πληγεί και πάλι σοβαρά. Μία “γουρούνα” (οβίδα 270 χιλιοστών) έπληξε τον ιστό του, καταρρίπτοντας την ιστορική σημαία του Χαϊρεντίν Βαρβαρόσα, γεγονός που καταρράκωσε το ηθικό των Τούρκων. Ο τουρκικός στόλος που βρισκόταν σε μια τέτοια δυσχερή κατάσταση στρέφει αριστερά με κατεύθυνση τα Δαρδανέλια, οπότε ο ναύαρχος Κουντουριώτης διατάσσει τον Ελληνικό στόλο να στραφεί προς καταδίωξη του εχθρού, που έπλεε προς τα στενά με μεγάλη αταξία. To Αβέρωφ με ταχύτητα 20 μιλίων καταδιώκει τον τουρκικό στόλο, τα πυροβόλα του στρέφονται κατά του θωρηκτού «Τουργούτ» που βρίσκεται στην ουρά του τουρκικού στόλου. Το πλήττει καίρια. Το «Τουργούτ» αρχίζει να γέρνει. Έτσι ο τουρκικός στόλος, ηττημένος κατέφυγε στα Δαρδανέλια. Ο Ελληνικός στόλος είχε έναν και μοναδικό τραυματία και ασήμαντες ζημιές στο κατάστρωμα του «Αβέρωφ». Αντίθετα ο τουρκικός στόλος είχε πολλούς νεκρούς και τραυματίες και πολλές ζημιές στα πλοία του, στο πυροβολικό και τον εξοπλισμό του. Και κατά τη ναυμαχία αυτή αποδείχθηκε η ηθική υπεροχή του Αρχηγού του Επιτελείου, των Πληρωμάτων και η δεξιότητα των χειρισμών του «Αβέρωφ» με Κυβερνήτη και Αρχιεπιστολέα του στόλου τον πλοίαρχο Σοφοκλή Δούσμανη, καθώς επίσης η μεγάλη ταχύτητα του πλοίου και η αποτελεσματικότητα των πυροβόλων του Αβέρωφ.