n mayınlı olmasından endişelenen Albay Tahir Bey, zırhlıları kıyılara fazla yanaştırmadı. Türk filosu, bir gün boyunca liman önlerinde bekledi. 20 Ekim günü "Muavenet-i Milliye", kömür ikmali için İstanbul'a gönderildi. Albay Tahir Bey komutasındaki filo, Burgaz'a kadar uzanan kıyıları gözetledi. Bu sırada "Hamidiye" kruvazörü personeli, bir Bulgar gemisinin personelini sorgulamış ve Burgaz kıyılarının 18 Ekim gününe kadar mayınsız olduğunu öğrenmişti. Osmanlı filosu bu fırsatı kaçırmış, gecikmişti. Sonuç olarak, Bulgar kıyı savunma mevzilerinin yerini bilmeyen Osmanlı filosu, kıyılara yaklaşarak etkili bir bombardıman yapamadı. Bulgar kıyıları önündeki Osmanlı ablukası devam etti. Varna limanındaki Bulgar topları, hiçbir atış yapmıyor ve yerini belli etmiyordu. 24 Ekim günü "Mecidiye" kruvazörüne top atışı yapıldı. Bunun sonucunda karşılıklı bombardıman başladı.

20 Kasım 1912 tarihinde, Rauf Bey komutasındaki bir filo denize açıldı. Alınan istihbarata göre, Bulgar torpido botları Türk nakliye gemilerine saldırmak için harekete geçmişti. Osmanlı filosu, "Hamidiye" kruvazörü ile "Berkefşan" ve "Yarhisar" muhriplerinden oluşuyordu. Filo, Türk nakliye gemilerinin geçeceği yolun üzerinde dağınık vaziyette beklemeye başladı, Bulgar gemisini gören kırmızı fişek atarak diğerlerine haber verecekti. 21 Kasım gecesi saat 00.40'ta Bulgar gemilerini gören "Hamidiye" kruvazörü, kırmızı fişek attı ve Bulgar gemileri durumu anladı, savaş başladı. Türk gemileri isabetli atış yapamadı, ancak Bulgar gemilerinin saldırısı sonucunda "Hamidiye"'nin burun kısmı hasar gördü ve su almaya başladı. Osmanlı muhripleri taarruza geçince Bulgar torpido botları geri çekildi, ağır hasar alan "Hamidiye" İstanbul'a onarım için gönderildi. Bulgar torpido botlarını yakalaması için "Mecidiye" kruvazörü yola çıktı. Fakat bir şey elde edilemedi.

Bu arada, Osmanlı kara orduları geri çekilmeye başladı. Osmanlı ordusunun Çatalca'ya kadar çekilmesi öngörülüyordu, bu çekilme harekatı kapsamında Osmanlı donanmasının kıyıdan destek vermesi emredildi. Donanma, başarılı bir şekilde kıyıdan Bulgar birliklerini topa tuttu ve geri çekilen birliklere zaman kazandırdı. Bahriye Nazırlığı, donanmanın Çatalca'daki savaşa denizden destek vermesi yerine Ege'ye açılıp Yunan birliklerinin Trakya'daki ilerleyişini yavaşlatmasına karar verdi. Bulgar ordusu, Çatalca yönünde taarruz etti. Aralarında "Barbaros Hayreddin" zırhlısının da olduğu bazı savaş gemileri, Büyükçekmece önünde toplandı ve denizden destek başladı. Silivri'de bazı Bulgar birlikleri, savaş gemilerinin bombardımanı sonucunda zayiat verdi. 15 Kasım 1912 tarihinde, denizden ve karadan açılan ateşle Bulgar topçu birlikleri dağıldı. 16 Kasım günü "Barbaros Hayreddin" ile "Turgut Reis", Bulgar birliklerine ateş açtı ve ardından karaya asker çıkararak kara ordusuna destek oldu. 20 Kasım 1912 tarihinde, Çanakkale Boğazı'nın savunulması için donanma yola çıktı. Yunan donanması, Çanakkale Boğazı yakınlarındaki Limni Adası'na asker çıkarmış ve 30 Ekim 1912 tarihinde adayı kontrol altına almıştı. Bunun ertesi günü, Selanik önlerinde "Fethi Bülent" korveti torpillenerek batırıldı. Birkaç Ege adası daha ele geçirilmiş ve Yunan donanması, Çanakkale önlerinde bir askeri üs kurmuştu. 20 Kasım 1912 tarihinde, aralarında "Averof" kruvazörünün de bulunduğu bir Yunan filosu, Midilli'ye saldırdı ve adadaki Osmanlı taburu 20 Aralık'a kadar direndi. Sakız Adasına da saldırıldı, fakat Osmanlı donanmasının Çanakkale boğazına gelmesi üzerine ara verdiler. Yine de adaya uzun süre denizden yardım gelmedi; Ocak 1913'te Yunan birlikleri adayı ele geçirdi. Bu arada, Bulgar orduları İstanbul'a yaklaşmıştı. Harbiye Nazırı Enver Paşa, Şarköy'e çıkarma yapılmasını ve Çatalca ile Gelibolu yönlerinden de taarruz edilerek Bulgar ordusunun çembere alınmasını emretti. "Berk-i Satvet", "Mecidiye", "Turgut Reis" ve "Barbaros Hayreddin" savaş gemilerinden oluşan bir filo eşliğinde 9 Şubat 1913 tarihinde çıkarma yapıldı. Savaş gemilerinin destek ateşi ile kasaba ele geçirildi; 15 ölü ve 31 yaralı kayıp verildi. Bulgarlar kuzeye çekildi, buna rağmen Şarköy'deki iskele henüz düşmemişti. Osmanlı kuvvetleri kasabadan biraz daha ilerledi, Bulgar ordusu temkinli davranarak bazı birlikleri kuzey-doğu tarafından harekete geçirdi. Fakat çıkarma için geç kalınmıştı, Osmanlı birlikleri arasındaki koordinasyon problemi sebebiyle sonuç alınamadı ve iki nakliye gemisi battı. Osmanlı orduları geri çekildi; Edirne düştü. Ege Denizi'nde ise savunmasız Sisam Adası, 16 Mart 1913 tarihinde Yunanların kontrolüne girdi. 
Gemi onarım çalışmaları sebebiyle donanma Ege'ye çıkmak için beklemekte idi, fakat bu sırada birçok Ege adası kaybedildi. Yunan donanması, Mondros'u üs haline getirdi ve Çanakkale boğazını ablukaya aldı. Onarım çalışmaları bitmeden Ege'ye açılmayı reddeden Albay Tahir Bey, görevinden alındı ve yerine Komodor Ramiz Numan Bey getirildi. Rauf Bey'in emrine "Hamidiye", "Muavenet-i Milliye", "Yadigar-ı Millet", "Taşoz" ve "Basra" savaş gemileri verildi. Bu filoya da torpido filosu denildi. 14 Aralık 1912 tarihinde, sabah saatlerinde "Sultanhisar" torpido botu boğazda ilerlerken üç Yunan torpido botunun saldırısına uğradı, "Numune-i Hamiyet" ve "Mecidiye" yardıma geldi. İmroz yönüne hızlı bir şekilde ilerleyen "Mecidiye", beş Yunan muhribiyle karşılaştı ve kısa sürede Yunan filosu yenildi. 16 Aralık günü Osmanlı donanması, Yunan donanmasını imha etmek için Ramiz Bey komutasında dört zırhlı, iki kruvazör ve üç torpido bot savaş gemisi ile taarruza geçti. Osmanlı planı, gemilerin İmroz yönünde ilerlemesi ve "Mecidiye" kruvazörünün arkada kalarak torpido salvolarına karşı donanmayı koruması idi. Saat 09.30'da donanma boğazdan çıktı ve 09.39'da açılan topçu ateşi ile savaş başladı. Kısa sürede "Mecidiye" kruvazörünün motorları arızalandı, düzen bozuldu. Fakat top atışları devam etti, bunun üzerine "Averof" zırhlısı sürat yaparak ilerlemeye başladı. Osmanlı gemileri, topçu ateşini "Averof"'a çevirdi ve "Averof", ağır hasar aldı. Ramiz Bey, donanmanın ilerleyişinde manevra yaptı ve "Averof", bundan yararlanarak kaçmayı başardı. 10.50'de ateş kesildi ve Osmanlı donanması geri dönmek zorunda kaldı. Amirallik gemisi "Barbaros Hayreddin", ağır hasar aldı ve onarılmak üzere geri gönderildi.

22 Aralık sabahı "Mecidiye", "Berk-i Satvet", "Muavenet-i Milliye", "Gayreti Vataniyye", "Numune-i Hamiyet", "Yarhisar", "Basra" ve "Taşoz" savaş gemilerinden oluşan bir keşif birliği boğazdan çıktı. Burada, Yunan donanmasının iki muhribi ve dört torpido botu ile çatışma yaşandı; Yunan gemileri geri çekildi. Osmanlı filosu, Bozcaada'ya ilerlemeye başladı, orada görülen Yunan "Delfin" denizaltısını batırmakla görevlendirilmişlerdi. Yunan denizaltısı, Osmanlı gemilerini görünce dibe batarak görüş alanından çıktı. Fakat denizdeki olumsuz sebeplerden dolayı tekrar su üstüne çıkmak zorunda kaldı. Bunun üzerine "Muavenet-i Milliye" muhribi taarruza geçti, "Delfin" tekrar suya battı. Bu denizaltının batıp batmadığı günümüzde de bilinmemektedir, Yunan donanması herhangi bir açıklama yapmadı fakat denizaltının kaybolduğu yerde Yunan gemileri arama - kurtarma çalışmaları yaptı. 4 Ocak 1913 tarihinde, Bozcaada'yı kurtarmak üzere Osmanlı filosu denize açıldı. Filo, 22 Aralık'ta sefere çıkan gemilerden ve "Hamidiye" ile "Mecidiye" savaş gemilerinden oluşuyordu. İmroz önlerine kadar arama yapan filo, ciddi bir çatışmaya girmedi. 10 - 11 Ocak günleri de bu seferler devam etti. "Asar-ı Tevfik", bu sırada saldırıya uğradı ve Yunan gemileri, diğer Osmanlı gemileri gelince geri çekildi. Bundan itibaren donanmada onarım çalışmaları yapıldı ve 18 Ocak 1913 tarihinde boğazdan çıkıldı (Saat 08.30). Bazı torpido botlar ile "Asar-ı Tevfik", boğazı koruması için geride bırakıldı. Osmanlı planı, Mondros önlerine kadar giderek Yunan donanmasıyla savaşa girmek ve Yunan donanmasını imha etmek üzerine kurulu idi. "Barbaros Hayreddin" yine amirallik gemisi idi ve "Mecidiye", filonun daha ilerisinde seyrediyordu. 08.50'de iki Yunan savaş gemisini gören "Mecidiye" taarruza geçti, Yunanlar geri çekildi. 10.30'da, "Mecidiye" kruvazörü aniden geri çekilmeye başladı ve işaret verdi, Yunan donanması Mondros limanından çıkıyordu. Yunan donanmasına "Averof", "Hydra", "Speçya" ve "Pisara" zırhlı savaş gemileri de dahildi. Yunan donanmasının istikameti Midilli'ye doğru idi. Osmanlı donanması dümen kırdı ve Yunan donanmasının yolunu kesecek vaziyette ilerlemeye başladı. Aradaki mesafe azaldı ve topçu ateşi başladı. "Averof" kruvazöründen atılan bir top mermisi ile amiral gemisi "Barbaros Hayreddin" vuruldu. Osmanlı gemilerinin neredeyse tamamı "Averof" kruvazörünü hedefledi. Fakat Osmanlı gemileri, diğer Yunan gemilerinden ağır hasar almaya başladı. "Barbaros Hayreddin"de yangın başladı. Osmanlı savaş gemileri ise ciddi bir isabet kaydedemiyordu. Ramiz Bey, donanmanın rotasını değiştirdi ve ateş gücü bakımından güçsüz "Mecidiye", düşmanın en ön safına geldi. "Turgut Reis", onlarca isabet almış ve yanmakta olan amirallik gemisinin önüne geçerek "Barbaros Hayreddin"'i batmaktan kurtardı. "Averof", bu sefer de "Turgut Reis" zırhlısını topçu ateşi altına aldı ve "Turgut Reis" ağır hasar gördü. İsabet alan Osmanlı gemilerinin hızı giderek düşüyordu. Savaşın son aşamalarında, "Averof" kruvazörünün kaliteli mermileri tükendi, Osmanlı gemileri tarafından her an batırılabilirdi. Fakat Osmanlı gemileri de ağır zayiat vermişti. Saat 14.50'de, iki taraf ateşi kesti ve savaş kesin Yunan zaferiyle sona erdi. "Barbaros Hayreddin" 31, "Turgut Reis" 25 isabet almıştı; onarılmaları gerekiyordu. Personel kaybı ise toplamda 41 ölü ve 98 yaralı asker idi. Buna karşılık Yunan personel kaybı 1 yaralı idi. 
Osmanlı donanması, "Averof" kruvazörünün ateş gücü ve hız bakımından oldukça üstün olduğunu bilmekte idi. "Averof" kruvazörünü başka bir yerde oyalayarak Yunan donanmasını ezmeye dayanan bir plan hazırlandı. Bu plan uyarınca Rauf Bey komutasındaki "Hamidiye", Akın Harekatı'nı 24 Ocak 1913 tarihinde başlattı. "Hamidiye", "Averof" kruvazörünü üz