На море успех также был на русской стороне. С началом войны из Кронштадта к острову Корфу была направлена эскадра адмирала Д.Н. Сенявина. Оставив часть сил для обороны Ионических островов, Сенявин с 10 линейными кораблями и 1 фрегатом с 754 орудиями пошел к Дарданеллам. Он решил блокировать проливы со стороны Средиземного моря и тем вызвать турецкий флот на генеральное сражение. Заняв 5 марта 1807 года остров Тенедос, русская эскадра начала блокаду Дарданелл.
Турецкий флот дважды атаковал корабли Сенявина. Первое столкновение у входа в пролив произошло 10 мая и не привело к решительным результатам. Во втором бою 19 июня у мыса Афон турки были разгромлены. Турецкий флот, которым командовал адмирал Сейит Али, состоял из 10 линейных кораблей, 5 фрегатов и 5 вспомогательных судов с 1196 орудиями. На стороне русских было существенное превосходство в качестве артиллерии и уровне боевой подготовки личного состава.
Сенявин разделил свою эскадру на пять групп по 2 линейных корабля. Три группы атаковали 3 флагманских турецких корабля, а две, возглавляемые самим Сенявиным и младшим флагманом адмиралом А.С. Грейгом, в это время должны были сковать остальные турецкие суда.
10 июня турки высадили десант на Тенедосе. Сенявин встал на пути отхода неприятельского флота к Дарданеллам и 19 июня дал ему сражение между островом Лемнос и мысом Афон. В начале 6-го часа утра русская эскадра стала сближаться с противником двумя колоннами из 6 и 4 судов. В 7 часов русские корабли разбились на пары, а турки открыли огонь с предельной дистанции, не причинивший русским кораблям вреда. Только в 9 утра, когда суда сблизились на расстояние картечного выстрела, эскадра Сенявина произвела первый залп по неприятельским флагманам. Их атаковали 5 кораблей вместо 6, так как русский корабль «Рафаил» получил повреждения в парусах и не смог занять предназначенную ему позицию. Вместо этого он прорезал строй противника, дав залпы с двух бортов. Исправив повреждения, «Рафаил» вступил в бой с турецким авангардом.
Сенявин во главе 4 линейных кораблей связал боем турецкий арьергард. Затем на флагмане «Твердый» он обстрелял уже поврежденный турецкий флагманский корабль «Седц-уль-Бахр». Затем все 10 русских линейных кораблей сосредоточили огонь по 6 кораблям, составлявшим основную часть турецкого флота. В полдень турки вышли из боя и начали отходить к Афонской горе.
В час дня наступил штиль, и оба флота начали исправлять повреждения на своих судах. В 2 часа подул северо-западный ветер, и турецкая эскадра ушла в Дарданеллы. При преследовании русские захватили сильно поврежденный «Седц-уль-Бахр». Еще два турецких линейных корабля, 4 фрегата и 1 корвет затонули или были сожжены турками, чтобы они не достались противнику. Потери убитыми и ранеными у турок составили около 1 тысячи человек. Русский флот потерь в кораблях не имел, но среди экипажей было убито и ранено до 250 человек.
Эскадра Сенявина продолжила блокаду Дарданелл. Это, а также успехи русской армии на Балканах вынудили Турцию 12 августа 1807 года принять перемирие, предложенное при посредничестве императора Наполеона (такое перемирие было одним из условий русско-французского Тильзитского договора). Но вскоре военные действия возобновились.
С 1807 года русскую армию вместо умершего Михельсона возглавил фельдмаршал Алексей Прозоровский, после смерти в 1809 году его сменил генерал Петр Багратион, а Багратиона генерал Николай Каменский, но никому из них не удалось развить успех в Румынии. Прозоровский в 1808 году предпринял крайне неудачный штурм Браилова, когда из 8 тысяч наступавших было выведено из строя 5 тысяч. В 1810 году русские дошли до Шумлы, но взять ее не смогли и вернулись в Румынию.
После смерти Каменского в марте 1811 года Молдавскую армию возглавил генерал Михаил Кутузов. Только ему удалось нанести решающее поражение турецким войскам и вынудить их заключить мир. 4 июля под Рущуком Кутузов нанес поражение армии великого визиря Ахмет-паши. Турки отступили в укрепленный лагерь, потеряв 4 тысячи человек. Кутузов, чьи потери не превышали 500 человек, преднамеренно оставил Рущук и ушел на левый берег Дуная, рассчитывая, что турки устремятся за ним и попадут в ловушку. Ахмет-паша занял Рущук, но два месяца медлил с переправой. Только в ночь на 9 сентября турки начали вторжение в Румынию. «Пусть переправляются, только перешло бы их на наш берег поболее», — говорил Кутузов офицерам своего штаба. Турецкая армия, переправившаяся на левый берег, была окружена со всех сторон редутами, за которыми укрывались русские солдаты. 13 октября Кутузов скрытно переправил на правый берег Дуная 7,5-тысячный корпус генерала Маркова, который на следующий день на рассвете внезапной атакой овладел Рущуком. Это не представляло большого труда, поскольку при отступлении русские взорвали все крепостные сооружения. Турецкий гарнизон потерял до 1,5 тысячи убитыми, 400 человек пленными и 8 пушек, тогда как русские потери составили 9 человек убитыми и 40 ранеными. После этого 40-тысячная армия великого визиря оказалась в окружении. Через несколько недель, 4 декабря, когда две трети армии погибли от голода, 12 тысяч уцелевших капитулировали.