下午4时，从萨姆松赶来的蒙古海军主力舰队已经看到了海面上漂浮的破帆烂板。浮尸越来越多，都是阵亡的意大利水兵，几个小时以前不远处显然发生过激战。
兀良哈台观察着海面，对巴根台说道“长官，这都几个小时了，风向海流变换，海面上的杂物从各个方向而来，难以判断主战场方位的，我们怎么办？”
巴根台沉着的说道：“如果两军都是顺风东下，这个时候战斗肯定已经结束了，热那亚那些帆桨战舰如何能够抵挡数十门大炮长达5个小时的轰击。如果现在战斗还没有结束，敌舰队指挥官一定是在逆风向与我军周旋，期待锡诺普的援军赶来。”
兀良哈台点点头，对着通讯管路喊道：“命令大舰队前卫第一战队展开搜索队形，沿着10点钟方向搜索，与主力舰队保持8公里距离，遇到敌情开炮示警。”
忽必烈紧张的说道：“第二战队主力舰队怎么办？是跟随前进，还是扩大搜索范围？”第一次亲临海战战场，忽必烈王爷还是有些紧张，马上男儿对海洋有天生的恐惧。
巴根台本来是想把忽必烈留在萨姆松，守卫港口。虽然守卫港口的都是非战斗舰艇，但是舰上的迫击炮和机枪足以自保，忽必烈王爷在港内要安全的多。但是忽必烈王爷一定要亲自指挥这场黑海争霸之战，巴根台也愿意他的学生真正的认识海洋，认识海战，所以就答应了。
巴根台冷静的说道：“敌军撤退的可能性不大，如果让出制海权，敖德萨就成了一块死地。即使热那亚海军要跑，也只会撤向博斯普鲁斯海峡，经君士坦丁堡缩回地中海，以免被我们关门打狗。在决战的关键时刻，我们不能分兵，我赌战场在我们西北方向。”
忽必烈说道：“也只好如此了，一切自有长生天安排。”
此时，凯特木耳指挥官已经率领蒙古海军2支分舰队，10艘巡洋舰与热那亚强大的海军周旋了5个多小时。在广阔的海面上没有任何参照物，确定舰队的位置是非常困难的。只有掌握了六分仪、航海计时器、罗盘、航海图等先进航海设备，掌握了先进数学知识的海军，才有可能进行精确海上定位。
根据航海部门的测算，目前舰队的位置在北纬42°18'，东经34°32'。正是先进的科技，使得凯特木耳指挥官非常清楚目前的位置。正是这重要的情报，最终导致了热那亚海军的覆灭。当情报送到巴根台率领的主力舰队的时候，航海参谋根据风向和海流，在海图上标出了20多公里处战场可能的方向，并且沿着这个方向追击下去。
5时45分，蒙军主力舰队终于听到了远处隆隆的炮声。巴根台下令舰队沿着炮声全速前进，6时50分，他终于看到了远处壮观的海战。
到现在为止，热那亚海军只是抢到了局部的上风口，付出的代价是在几个小时的追逐战中，掉队的上百艘战船被蒙古海军的炮火消灭。让双方舰队都感到不安的是，一支上百艘战船的第三方舰队始终跟随着他们，没有看出明确的倾向。
“根据瞭望哨的描述和我们的判断，这是尼西亚海军舰只。长官，要不要无差别攻击？”情报参谋向巴根台询问道。
巴根台笑了，尼西亚帝国海军这是在坐山观虎斗啊。不过，这也是一个展示蒙古海军军威的绝佳时刻，让他们看看也好，以后的谈判会容易的多。他说道：“在他没有表现出敌意之前，暂时不要理他，如果他们敢靠近舰队就坚决击沉。
命令零二号旗舰升起指挥旗。第一战队第一分舰队加入我军战列线，立即参战，由第二分舰队指挥官凯特木耳指挥官统一指挥。第二战队5艘战列舰全速前进，超越敌舰队抢占t字横头，迎头拦住他们，同时隔绝尼西亚海军在外。”
战场上所有的人都惊呆了，在他们目瞪口呆之中，5艘巨大的蒙古战舰以10节的航速斜向超越了热那亚舰队，在舰队前方3千米处横切形成t字横头，迎头拦住了热那亚舰队。在他们的注视下，蒙古海军5艘战列舰逐步拉开战列线，左舷对敌。尼西亚舰队则被隔绝在了外侧，蒙古海军战列舰的右侧炮窗也打开了，60门七五口径舰炮同样瞄准了尼西亚舰队。
至此，热那亚舰队已经遭到了两面夹击。60门70mm口径舰炮在2千米的距离上轰击，60门75mm口径舰炮在3千米距离上轰击，热那亚残存的1百余艘战舰在铺天盖地的炮火攻击下很快溃散了。
热那亚舰队大部分已经被击沉，但是至少50余艘热那亚战舰拼命向北部海域逃窜。正当蒙古海军解散战列，调整队形开始追击的时候，忽必烈、巴根台等人惊讶的看到，尼西亚舰队一窝蜂一样向热那亚舰队追去。
一些尼西亚舰只猛烈的冲撞那些掉队的热那亚战船，另一些尼西亚船追上落单的热那亚船只，乌鸦吊前端的铁钉牢牢的勾住热那亚大船。尼西亚水兵冒着箭雨从1米多宽的跳板上冲上敌船，大肆砍杀早已失魂落魄的热那亚水兵。
与刚才结阵而战的场面不同，数百艘船只分散在广阔的海域上，互相追逐缠斗，在甲板上