9 мая эсминцы «Дерзкий» и «Беспокойный» вошли в порт Козлу и обстреляли портовые сооружения. Они также потопили пароход «Селяник». В районе Эрегли крейсер «Память Меркурия» уничтожил 2 парохода и 27 парусников. В результате активных действий русского флота Турция к этому времени потеряла уже треть своего торгового тоннажа. В 10.00 сообщение об атаке прибыло из Эрегли в Константинополь, но с перепугу местный комендант сообщил, что началась высадка русских войск! «Гебен» немедленно вышел в море и по пути разминулся с русской эскадрой, которая направилась к Босфору для обстрела береговых укреплений.

Последовавшее столкновение показало ошибочность применяемой Эбергардом тактики, но в то же время оно продемонстрировало полное бессилие немцев.

На рассвете к проливу направились выделенные для обстрела броненосцы «Три Святителя» и «Пантелеймон». Их сопровождали «Александр I» и «Алмаз». Остальные броненосцы остались примерно в 25 милях от пролива. Крейсера «Память Меркурия» и «Кагул» находились мористее в дозоре. То есть, русская эскадра была разбросана на большом пространстве. Это совершенно непонятно, так как штаб флота полагал, что «Гебен» может развить 28 узлов. Получается, что русские сами просто напрашивались быть уничтоженными по частям.

Утром из Босфора вышел эсминец «Нюмуне». В 5.15 он заметил дымы на севере, пошел им навстречу и в 5.40 передал по радио, что видит русский флот. Он попытался обстрелять русские тральщики, но сам попал под огонь броненосцев и начал отходить. «Гебен» принял радиограмму «Нюмуне» и пошел на сближение с русскими.

Его заметил крейсер «Память Меркурия», который полным ходом пошел на соединение с главными силами, «Гебен» вдогонку ему нахально передал прожектором свои позывные «GB». В 7.05 Эбергард приказал группе обстрела присоединиться к эскадре, а сам пошел им навстречу. Однако «Гебен» быстро настигал его, и стало ясно, что соединиться русские броненосцы не успеют. Поэтому Эбергард повернул навстречу «Гебену», чтобы не подставлять под удар замыкавший строй слабый «Ростислав». При этом адмирал приказал снизить скорость до 5 узлов. В 7.53 с дистанции 94 кабельтова русские открыли огонь, «Гебен» немедленно ответил (По немецким данным, бой начался на дистанции 87 кабельтовых). Линейный крейсер вел огонь с максимальной скорострельностью, пытаясь использовать свое кратковременное преимущество. Хотя его залпы постоянно накрывали «Евстафий», и броненосец временами просто скрывался за стеной высоких всплесков, попаданий немцы не добились. Вероятно, немцев сбила с толку хитрость Эбергарда, и они совершенно неправильно оценили скорость русских броненосцев. Впрочем, очередная попытка организовать централизованный огонь эскадры у русских тоже не удалась.

Командир «Пантелеймона» капитан 1 ранга Каськов, оценив обстановку, приказал выжать из машин все, на что они способны. «Пантелеймон» развил 17,5 узла — на полтора узла больше, чем на испытаниях! Более старый «Три Святителя» старался не отстать от него. В 8.06 группа обстрела присоединилась к эскадре. При этом «Пантелеймон» открыл огонь по «Гебену», не вступая в строй, через голову «Ростислава».

Вскоре в линейный крейсер попали 2 тяжелых снаряда, из них 1 — ниже ватерлинии. Хотя повреждения были несерьезными, положение «Гебена» становилось опасным. Он отвернул в сторону и вышел из боя. В 8.12 бой закончился. Линейный крейсер сначала отошел на север, удерживая дистанцию около 100 кабельтовых от русской эскадры. Когда противники достаточно удалились от Босфора, «Гебен» развил 26 узлов и прорвался к проливу.

Немцы полагали, что добились 3 попаданий, хотя на самом деле в русские корабли не попал ни один снаряд.