Став вскоре младшим флагманом у Д. Н. Сенявина и получив 27 декабря 1805 года чин контр-адмирала, Грейг участвовал практически во всех боевых действиях русского флота в период Адриатической экспедиции 1805—1807 годов и Второй Архипелагской экспедиции 1807 года. Вначале он успешно защитил Республику Семи Островов на Ионических острововах от французов, а с началом русско-турецкой войны 1806—1812 годов перешёл с Сенявиным в Эгейское море для блокады Дарданелл. 10 марта 1807 года Грейг руководил десантом при захвате острова Тенедос вблизи Дарданелл, а затем участвовал в завершившемся успехом русского флота сражении в самом проливе. 19 июня в Афонском сражении Сенявин поручил Грейгу, державшему флаг на «Ретвизане», возглавить группу кораблей, атаковавших авангард турецкого флота (другой такой группой командовал сам флагман). После жаркого боя и отступления турок Грейг с кораблями «Ретвизан», «Сильный», «Уриил» и «Св. Елена» был послан преследовать противника и вынудил экипажи трёх отставших турецких кораблей выброситься на мель и сжечь свои суда. 18 сентября он был награждён орденом Св. Анны 1-й степени.