Θέλοντας να πάρει τη «ρεβάνς» από τον ελληνικό στόλο, ο Τούρκος ναύαρχος Ραμίζ Μπέης ανέπτυξε ένα σχέδιο εξαπάτησης.
Τη νύχτα της 13/14 Ιανουαρίου το καταδρομικό «Χαμιντιέ» διέφυγε της προσοχής των ελληνικών αντιτορπιλικών που περιπολούσαν στα στενά του Ελληνσπόντου και ξεκίνησε μια εκστρατεία τρομοκράτησης των ελληνικών μετόπισθεν επιτιθέμενο και βυθίζοντας εμπορικά πλοία. Την επομένη βύθισε το εξοπλισμένο εμπορικό «Μακεδονία» και βομβάρδισε το λιμάνι της Ερμουπόλεως στη Σύρο προκαλώντας ανησυχία στην Αθήνα. Ο βασιλιάς έστειλε τηλεγραφικώς εντολή στον Κουντουριώτη να αποσπάσει μονάδες του στόλου και να καταδιώξει το «Χαμιντιέ». Ο ναύαρχος δεν υπάκουσε γνωρίζοντας ότι αυτό ακριβώς ήταν το σχέδιο του Τούρκου ναυάρχου για να αποδυναμώσει την ελληνική δύναμη.
Πράγματι, στις 08:20 της 5/18ης Ιανουαρίου, το περιπολούν αντιτορπιλικό «Λέων» διέκρινε τον οθωμανικό στόλο που έβγαινε από τα στενά και έστειλε άμεσα μήνυμα στο Μούδρο. Ο ναύαρχος Κουντουριώτης προγευμάτισε κανονικά και καθυστέρησε να δώσει εντολή εξόδου του στόλου μέχρι τις 10, θέλοντας να δώσει χρόνο στους Τούρκους να απομακρυνθούν από τα οχυρωμένα στενά των Δαρδανελίων.
Η σύγκρουση ξεκίνησε στις 11:34 με τους δύο στόλους να ανταλλάσσουν πυρά από απόσταση 8,400 μέτρων μόλις 12 μίλια από τις ακτές της Λήμνου. Τα οθωμανικά πληρώματα πέτυχαν υψηλούς ρυθμούς βολής εκτοξεύοντας συνολικά άνω των 800 βλημάτων αλλά με μικρή ακρίβεια. Αντίθετα, τα ελληνικά πληρώματα κατόρθωσαν να συγκεντρώσουν τα πυρά τους καλύτερα και πιο εύστοχα πετυχαίνοντας σημαντικά πλήγματα κατά των «Μετζηντιέ» και «Μεσουντιέ» που εγκατέλειψαν τη μάχη για την ασφάλεια των στενών.
Στις 11:54 το «Αβέρωφ» πέτυχε ένα ισχυρό πλήγμα με ομοβροντία του κατά της ναυαρχίδας «Μπάρμπαρος Χαϊρεντίν», που υπό την κάλυψη του «Τουργκούτ Ρεΐς» αναγκάστηκε σε υποχώρηση. Η νίκη ήταν και πάλι των Ελλήνων. Αν και κανένα πλοίο δεν βυθίστηκε, οι ζημιές και κυρίως η ψυχολογική ήττα του τουρκικού στόλου δεν θα του επιτρέψουν να εξέλθει ξανά από το ναύσταθμό του, αφήνοντας την κυριαρχία στο Αιγαίο στους Έλληνες. Οι Τούρκοι είχαν 41 νεκρούς και 104 τραυματίες ενώ από ελληνικής πλευράς σημειώθηκε μόνο ένας τραυματισμός από πλήγμα στο «Αβέρωφ», που όπως και στη ναυμαχία της «Έλλης» καταδίωξε μόνος τον εχθρικό στόλο χάρη στην ανώτερη ταχύτητα και ευελιξία του.
ΣΑΝ ΣΗΜΕΡΑ – 5/18 Ιανουαρίου 1913: Η μεγάλη ναυμαχία της Λήμνου (Βαλκανικοί Πόλεμοι)
