Неожиданно в разгаре сражения положение корабля «Три святителя» резко ухудшилось. Командиру корабля капитану I ранга К. Кутрову доложили, что одним из вражеских снарядов перебило шпринг, и корабль стал разворачиваться по ветру кормой к неприятелю. «Мы могли отстреливаться только половинным числом орудий . а передние орудия нашего корабля приходятся против корабля «Париж». Мгновенно оценив обстановку, Кутров дал приказание прекратить огонь из нескольких батарей левого борта. Десятки орудий корабля «Три святителя" замолчали, т. к. из-за разворота корабля вышли из угла обстрела цели.
Турки заметили, что шпринг русского корабля перебит, и усилили артиллерийский обстрел. Береговая батарея № 6 стала поражать корабль продольными залпами. Вместе с береговыми орудиями усилили свой огонь фрегаты «Низамие» и "Каиди-Зефер». Адмирал Гуссейн-паша, командовавший правым флангом турецкой эскадры, предвкушал поражение русского корабля, положение которого действительно становилось критическим. В этот момент под жестоким неприятельским огнем мичман Петр Варницкий бросился к полубаркасу, чтобы вместе с матросами завести верп и восстановить шпринг. Однако неприятельское ядро попало прямо в полубаркас разнесло его в щепы и ранило мичмана. Несмотря на это, Варницкий тотчас же перескочил в другой баркас, стоявший рядом у борта корабля, матросы налегли на весла, и под непрерывным обстрелом десятков непрнятельских орудий смелые русские моряки завезли верп и вернулись обратно на корабль. Корабль «Три святителя» подтянувшись на новом шпринге, развернулся левым бортом против неприятеля и с новой силой обрушил на него огонь своих орудии Вскоре 54-пушечный турецкий фрегат «Каиди-Зефер» не выдержал огня русского корабля. С разбитым рангоутом и множеством бортовых пробоин он вышел из боевой линии, прошел между берегом и фрегатом «Низамие» и стал на мель невдалеке от береговой батареи № 6. Команда турецкого фрегата во главе с командиром вплавь бросилась на берег.
Крайние суда левого фланга турецкой боевой линии находились под непрерывным обстрелом орудий корабле "Ростислав» стоявшего в нескольких кабельтовых от мыса Киой-Хисар. Первые выстрелы «Ростислава» были направлены против фрегата "Низамие», корвета «Фейзи-Меабуд» и береговой батареи № 6, однако вскоре после начала сражения, когда капитан I ранга Кузнецов заметил критическое положение корабля «Три святителя» огонь «Ростислава» был сосредоточен исключительно по корвету и береговой батарее. Памятуя основное правило Нахимова «взаимная помощь друг другу есть лучшая тактика», — Кузнецов сразу же принял решение: подавить береговую батарею, не дать ей продолжать обстрел корабля Кутрова. Старший офицер «Ростислава» лейтенант Н. Гусаков, выказавший «отличную храбрость и мужество по всем частям управления кораблем», повернул корабль левым бортом прямо против батареи № 6 и комендоры «Ростислава» обрушили на нее огонь своих орудий.
Благодаря своевременной поддержке «Ростислава" на корабле «Три святителя» в это время успели исправить шпринг, а батарея № 6, до этого сильно вредившая «Трем святителям», значительно ослабила свой огонь.
Турки, взбешенные эффективной помощью, оказанной «Ростиславом» кораблю «Три святителя», сосредоточили сильный огонь по «Ростиславу», и один из неприятельских снарядов, разорвавшись в батарейной палубе русского корабля, разнес на куски одно орудие, сильно разбил палубу, зажег кокора и занавес, навешенный над люком, через который шла подача картузов нижнего дека. Около 40 русских моряков было ранено взрывом.
Горящие куски тента, подожженные вражеским снарядом, начали попадать в крюйткамерный выход, это грозило взрывом крюйт-камеры. Кораблю угрожала страшная опасность. В этот момент мичман Николай Колокольцов бросился в крюйт-камеру и, пренебрегая опасностью, хладнокровно начал тушить пожар. Быстро закрыв за собой двери, он выбросил горящие хлопья, накрыл люки крюйткамерного выхода и ликвидировал опасность. Корабль был спасен. «За особенное присутствие духа и отважность, оказанные им во время боя», адмирал Нахимов представил мичмана Колокольцова к боевой награде.
От сильного огня неприятельских судов и береговой батареи на «Ростиславе» было много раненых. В кубрик, где находился штаб-лекарь А. Белоусов, приносили все новых матросов с батарейных палуб. Однако огонь "Ростислава» не ослабевал. «Корабль этот, — писал Нахимов, — при значительном числе раненых продолжал действовать так же хорошо, как и при начале боя». В результате метких попаданий русских комендоров турецкий фрегат «Низамие», являвшийся главной опорой неприятеля на его правом фланге, заметно снизил эффективность своего огня. В это время корабль Истомина «Париж» после перестрелки с «Дамиадом» стал разворачиваться на шпринге, чтобы направить огонь всех своих бортовых орудий против «Низамие». Заметив это, капитан I ранга Кузнецов решил перенести огонь своего корабля с «Низамие» на турецкий корвет «Фейзи-Меабуд» и батарею № б, продолжавшую обстреливать корабль «Три святителя». «Ростислав», оставив фрегат кораблю «Париж», сосредоточил свой огонь на корвете и на батарее № 6.
Сражение продолжалось. Гром артиллерийской канонады по-прежнему потрясал Синопскую бухту, и громадные языки пламени тут и там прорывались сквозь сплошную завесу дыма. Ежеминутно сотни снарядов пронизывали воздух; бухта кипела от горящих обломков, от фонтанов и всплесков. Не умолкали пушки и русских и турецких кораблей, однако успех нахимовской эскадры уже определился.
К исходу первого часа боевая линия турецкой эскадры была окончательно расстроена. Четыре больших боевых судна турок (фрегаты «Ауни-Аллах», «Несими-Зефер», «Дамиад", «Каиди-Зефер") выбросились на берег. От фрегата «Навек-Бахри» и корвета «Гюли-Сефид», взорванных меткими выстрелами русских кораблей, остались лишь обломки. «Посредине рейда, как громадные кресты над могилами, торчат мачты потопленного фрегата с реями поперек". Около 300 неприятельских орудий было выведено из строя.
На уцелевших турецких судах команды с трудом успевали заделывать пробоины и исправлять повреждения. «Железным штормом» назвал Слейд огонь русской артиллерии, уничтожавшей в Синопской бухте батареи и корабли турецкого флота.
Однако турки продолжали оказывать сопротивление, рассчитывая на помощь из Босфора в самые последние минуты сражения. Против русских кораблей вели огонь неприятельские фрегаты «Фазли-Аллах", «Низамие», корветы «Фейзи-Меабуд», «Неджми-Фешан», пароходы "Таиф», «Эрекли», береговые батареи № 3, 5, 6.
Несмотря на то, что русские корабли начинали артиллерийский поединок с турецкой эскадрой, уже будучи частично поврежденными обстрелом турецкой артиллерии при прорыве на рейд, они полностью сохранили свою боеспособность. Первый же час сражения показал, что диспозиция, разработанная до боя, отлично обеспечивала наиболее целесообразное использование артиллерийских средств русской эскадры. Русские корабли обстреливали противника и бомбическими 68-фунтовыми орудиями и 36- и 24-фунтовыми орудиями. Сообразуясь с расстоянием до цели, русские артиллеристы применяли и гранаты, и брандскугели, и картечь. Правильное расположение русских кораблей способствовало организации взаимодействия между ними, удобному выбору целей и не давало возможности противнику скрыться от меткого огня русской артиллерии.
На кораблях был точно выполнен приказ флагмана о выделении офицера на саллинг для корректировки артиллерийского огня, и первые же выстрелы, произведенные с русских кораблей, показали, что многолетние тренировки черноморских моряков не прошли даром: комендоры эскадры вели огонь по противнику так же быстро, слаженно и метко, как на практических учениях.
В ходе сражения полностью проявились инициатива, находчивость и решительность командиров русских кораблей. Наиболее ярким свидетельством их высокого мастерства была организация взаимной поддержки в бою. Капитан I ранга Истомин, увидев, что флагманский корабль Нахимова находится под жестоким огнем нескольких турецких судов, избрал основной мишенью для орудий «Парижа» не правый фланг турецкой боевой линии, против которого он должен был действовать по диспозиции, а корвет «Гюли-Сефид», стоявший против "Императрицы Марии». Только после того, как положение русского флагманского корабля улучшилось в результате уничтожения и выхода из строя трех неприятельских судов («Навек-Бахри», «Гюлн-Сефид», «Ауни-Аллах»), Истомин перенес огонь на правый фланг противника. Так же инициативно действовали и Кузнецов, и Микрюков, и другие командиры русских кораблей, перенося огонь своих орудий туда, куда подсказывала обстановка. В условиях быстротечного боя командиры кораблей моментально улавливали все перипетии сражения, мгновенно реагировали на них и принимали правильные решения. )