Из-за мелководья корабли не могли подойти к берегу на дистанцию действительного артиллерийского огня, вследствие чего не удалось разрушить стены приморских укреплений, что в свою очередь не дало возможности осуществить намеченный штурм крепости сухопутными войсками, поэтому было решено начать осаду Анапы.
С 9 мая и до конца осады крепость ежедневно обстреливалась с моря линейным кораблем и фрегатом или линейным кораблем и бомбардирскими кораблями, которые сменялись каждый день. В бомбардировках участвовали линейные корабли «Пантелеймон», «Пармен», «Пимен», «Скорый», «Норд-Адлер», фрегат «Флора», бомбардирские суда «Опыт», «Подобный» и бриг «Пегас».
В период осады малые корабли и транспорты доставляли на эскадру и войскам боеприпасы и продовольствие и вывозили раненых и больных в Керчь и Севастополь.
В конце апреля были получены сведения о том, что турецкий флот находится в Босфоре и готовится к выходу в море. Для прикрытия судов, доставляющих снабжение в порты Румынии, и блокады Варны от Анапы к мысу Калиакрия 15 мая был отправлен отряд вице-адмирала Ф.Ф. Мессера в составе 3 линейных кораблей «Император Франц», «Пимен», «Иоанн Златоуст», 3 фрегатов «Евстафий», «Штандарт», «Рафаил», брига «Меркурий» и бригантины «Елисавета».
Турки при активном участии горцев предприняли несколько вылазок из крепости, которые отбивались русскими войсками. Особенно упорными были бои 18 и 28 мая, в которых с обеих сторон участвовало до 6 тыс. человек. 18 мая отряд в составе линейных кораблей «Пармен», «Норд-Адлер» и фрегата «Флора» и двух бомбардирских судов держал крепость Анапа под обстрелом весь день. В результате предпринятая турками вылазка против осаждавших крепость русских войск не имела успеха.
Штурм крепости был назначен на 10 июня. Турецкое командование, считая дальнейшее сопротивление бесполезным, начало переговоры о сдаче. 12 июня Анапа капитулировала. В крепости было взято 4000 пленных, 83 орудия, 29 знамен и большое количество боевых запасов и снаряжения.
Спустя два дня после сдачи капитулировавший гарнизон Анапы был погружен на транспортные суда и в сопровождении фрегатов «Флора» и «Поспешный» отправлен в Керчь.
Приняв с берега десант и осадную артиллерию, эскадра адмирала A.C. Грейга 3 июля вышла от Анапы в Севастополь. У берегов Кавказа были оставлены несколько малых судов.
8 июля бриг «Орфей» (капитан-лейтенант Гвардейского экипажа Н.П. Римский-Корсаков), имея задачей оказать содействие сухопутным войскам, штурмующим крепость Кюстенджи (Констанца), встав на шпринг на расстоянии ружейного выстрела от приморских батарей, в течение пяти с половиной часов обстреливал крепость. Турки в свою очередь сосредоточили огонь по небольшому русскому кораблю. «Орфей» получил 66 пробоин в корпусе, в том числе 6 подводных, и много повреждений в рангоуте и такелаже. В результате штурма и обстрела с моря крепость была вынуждена капитулировать.
Пополнив запасы боевого снабжения и продовольствия, эскадра 9 июля направилась к румелийским берегам на соединение с крейсировавшим здесь отрядом под командой вице-адмирала Ф.Ф. Мессера для операций против крепости Варны.
Осада и взятие Варны 22 июля — 29 сентября 1828 г.
Укрепления крепости Варны состояли из 12 бастионов по 11 орудий и двух по 17. Внутри крепости находилась хорошо укрепленная цитадель. Гарнизон под командованием Иззета Мехмет-паши насчитывал 12 тыс. человек.
Восточный фас крепости прикрывался морем, южный — болотом. Из-за мелководья корабли не могли подойти к Варне ближе чем на 5–6 каб. Это позволило туркам сосредоточить основные силы гарнизона для защиты северного и восточного фасов крепости.
Эскадра адмирала A.C. Грейга 13 июля прибыла к Коварне, где соединилась с отрядом вице-адмирала Ф.Ф. Мессера. Войска А.С Меншикова (10 тыс. человек) были высажены на берег и направились к Варне. В тот же день к Варне были направлены два линейных корабля, а между Коварной и Варной крейсировали фрегат и бриг.
Русские войска, заняв позицию у деревни Бююк-Франга, приступили к осаде крепости с севера. С юга командование решило до прибытия подкреплений ограничиться наблюдением. Воспользовавшись слабостью сил русских с южной стороны, турки в июле — августе перебросили к крепости подкрепления (всего 12 тыс. чел.).
22 июля к Варне пришла эскадра A.C. Грейга (6 линейных кораблей, 3 фрегата, 6 малых судов). Ввиду того, что на предложение адмирала Грейга коменданту Варны сдать крепость тот 25 июля ответил отказом, было решено начать осаду крепости с суши, поддерживая действия армии систематическими бомбардировками Варны с моря.
В ночь на 26 июля отряд из 18 вооруженных шлюпок — по две с кораблей и фрегатов эскадры — под командой начальника штаба флота капитана 2-го ранга В.И. Мелихова атаковал стоящую под стенами крепости турецкую флотилию из 14 гребных судов. После получасового сопротивления все турецкие суда несмотря на огонь крепостных батарей были захвачены и приведены к эскадре. Это позволило русским кораблям беспрепятственно ежедневно с 26 июля по 29 сентября обстреливать крепость.
7 августа в обстреле крепости приняли участие главные силы флота — линейные корабли «Пимен» (капитан 1 ранга М.Н. Кумани), «Император Франц» (капитан 1 ранга М.А. Уманец), «Пармен» (капитан 1 ранга И.С. Скаловский), «Париж» (капитан 1 ранга Д.Е. Бальзам), «Иоанн Златоуст» (капитан 1 ранга Е.Д. Папаегоров), «Пантелеймон» (капитан 2 ранга С.А. Эсмонт), «Норд-Адлер» (капитан 1 ранга И.И. Стожевский), «Скорый» (капитан 2 ранга C.M. Михайлин). Из-за мелководья ближе к крепости мог подойти только один корабль. Поэтому корабли, маневрируя под парусами в строе кильватерной колонны, образовав своеобразную «карусель», по одному подходили к Варне и обстреливали ее с дистанции 0,5 каб. В результате обстрела, длившегося 3,5 часа, был подавлен огонь приморского бастиона. Гарнизон потерял до 500 человек убитыми, русские корабли потерь не имели.
Неоднократные вылазки турок (наиболее значительные 9 августа и 18 сентября) не смогли сорвать осадных работ, которые велись уже у стен крепости.
В начале августа стало известно, что в небольшой турецкой крепости Инаде, расположенной на румелийском берету на полпути от Босфора до Варны, сосредоточены большие запасы пороха, снарядов и амуниции, предназначенные для доставки в осажденную Варну. Для уничтожения этих запасов A.C. Грейг направил отряд капитана 1-го ранга Н.Д. Критского в составе двух 44-пушечных фрегатов «Рафаил» и «Поспешный», 14-пушечной бригантины «Елизаветы» и 12-пушечного катера «Соловей». Подойдя на рассвете 17 августа к Инаде, отряд встал на дистанции картечного выстрела.
Фрегаты встали против редутов и заставили замолчать турецкие батареи, а бригантина и катер огнем расчистили место высадки. Под прикрытием корабельного огня на берег был высажен десант из 370 матросов под командой Критского. Энергичной атакой десант овладел 4-орудийной береговой батареей, после чего турки, ошеломленные решительностью и натиском моряков, при приближении десанта к другим укреплениям поспешно их оставили.
Заняв крепость, десант захватил 12 медных пушек, заклепал остальные, взорвал укрепления, склады с запасами и к темноте вернулся на суда, потеряв одного убитым и 5 ранеными.