Дарданелльское сражение и русские, и их противники считали поражением турок. Часть их кораблей была выведена из строя, значительные потери понесли экипажи. Наибольшие повреждения русские корабли получили от береговой артиллерии. Но все они были отремонтированы за один?два дня, тогда как туркам потребовался месяц.
Из?за блокады в Константинополе недоставало провизии. 17 мая султана Селима свергли с престола. Но война не прекратилась. Порта отказалась принять мирные предложения России. Утром 10 июня из Дарданелл вышли и стали на якорь 8 кораблей, 5 фрегатов, 2 корвета, 2 брига; за 3 дня к ним присоединились еще 2 корабля, фрегат и шлюп. Капудан?паше было приказано во что бы то ни стало деблокировать пролив и взять Тенедос. Зная от патрульных судов о передвижениях турок, Сенявин с эскадрой направился к Имбросу, чтобы обогнуть остров, выиграть ветер и отрезать противника от Дарданелл и береговых батарей при устье пролива. Замысел его удался. Капудан?паша Сеид?Али узнал 15 июня, что у Тенедоса остались только легкие российские суда, и направился к острову. 16 июня турки высадили сильный отряд; гарнизон острова, составлявший всего 600 человек, решительно оборонялся в ожидании подкреплений и дважды отбивал штурмы.
Из?за неблагоприятных ветров эскадра Сенявина лишь 17 июня обогнула Имброс и обнаружила, что турецкий флот расположился в проливе между Тенедосом и Анатолийским берегом, обеспечивая переброску войск на остров. Когда русские корабли начали приближаться, турки снялись с якорей и стали уходить. Сенявин подошел к Тенедосу. Пока легкие суда истребляли неприятельские десантные и транспортные суда, с кораблей Сенявина переправили на берег припасы, необходимые гарнизону крепости. Оставив для защиты острова «Венус», «Шпицберген» и два корсарских судна, вице?адмирал с 10 кораблями 18 июня отправился за неприятельским флотом. Однако в течение дня не удалось найти неприятеля. Утром 19 июня турок обнаружили у южной оконечности Лемноса. Сеид?Али располагал 10 кораблями (один из которых стоял у острова Тасос), 6 фрегатами и несколькими легкими судами примерно с 1200 пушками против 754 орудий 10 русских кораблей. Основной проблемой для русских был недостаток снарядов, и Сенявину пришлось приказать вести бой на короткой дистанции. Тем не менее флагман решил дать неприятелю решительное сражение и тем побудить правительство султана к миру. Чтобы вывести из строя флагманские корабли неприятеля, Сенявин выделил против каждого по 2 линейных корабля. Остальные силы под командованием Грейга и самого вице?адмирала составили подвижные отряды, которым предстояло «или усилить атакующих, или напасть на неприятельские корабли, где более видна будет в сем надобность».
В Афонском сражении турецкая линия была расстроена, поврежденные флагманские корабли отходили к мысу Афон. Русские корабли также получили значительные повреждения, но продолжали баталию. Когда турецкий арьергард попытался поддержать центр, Сенявин на «Твердом» задержал неприятеля. Русские моряки взяли корабль «Сед?эль?Бахри». Отставшие корабль и фрегаты были обнаружены утром 20 июня. Турки, видя погоню, свезли на берег экипажи посаженных на мель судов и взорвали их. Затем Сенявин поторопился к Тенедосу. Эскадра прибыла вовремя: силы защитников иссякали. 25 июня русские корабли окружили остров и заставили турок его покинуть.
Потери русской эскадры (77 убитых, 181 раненый) были сравнительно невелики. Флот султана лишился 4 кораблей, 4 фрегатов и корвета. Он надолго перестал существовать как боевая сила.
После Афонского сражения Сенявин установил тесное взаимодействие с английской эскадрой. Но 12 августа он получил известие о Тильзитском мире. 14 августа русский и английский флоты разошлись, ибо оказывались в разных лагерях. 28 августа вице?адмирал получил указ Александра I оставить Архипелаг, передать Ионические острова и другие русские опорные пункты на Средиземном море французам и вести корабли к своим портам. 25 августа был оставлен Тенедос. Сенявин направился к Корфу, где уже хозяйничали французы. Оттуда он намеревался вести эскадру в Россию без остановки. Но сильный встречный ветер, перешедший в шторм, заставил 30 октября зайти в Лиссабон. Здесь эскадра была заблокирована английским флотом. 24 августа 1808 года Сенявин сдал англичанам на хранение корабли, а 5 августа 1809 года экипажи на транспортах были отправлены в Россию.
Самовольно принятое решение вызвало гнев Александра I, и вице?адмирал оказался в опале. Три года он исполнял свою прежнюю должность командира Ревельской эскадры.