Οι κάτοικοι τής Σάμου μέ αρχηγό τόν Λυκούργο Λογοθέτη ήταν αποφασισμένοι νά υπερασπιστούν τό νησί τους μέχρι θανάτου. Εγκατέλειψαν τά παράλια καί οχύρωσαν τίς ορεινές θέσεις περιμένοντας τήν άφιξη τού ελληνικού στόλου.
Στίς 30 Ιουλίου 1824 ο ελληνικός στόλος μέ αρχηγούς τόν Γεώργιο Σαχτούρη καί τόν Ανδρέα Μιαούλη πλέοντας δυτικά τής Σάμου αντελήφθη τουρκικά πλοιάρια γεμάτα στρατεύματα νά ετοιμάζονται γιά απόβαση στό Καρλόβασι.
Ο Σαχτούρης διέταξε τά ελληνικά πλοία νά τόν ακολουθήσουν καί κυνήγησε τά τουρκικά αποβατικά σκάφη μέ αποτέλεσμα νά βυθίσει τά περισσότερα από αυτά παρασύροντας στό βυθό καί τό μεγαλύτερο μέρος τών Τούρκων στρατιωτών. Τά υπόλοιπα τουρκικά πλοιάρια έτρεξαν νά σωθούν στά μικρασιατικά παράλια μεταφέροντας καί τήν πληροφορία ότι πλέον η Σάμος ήταν υπό τήν προστασία τού ελληνικού στόλου καί ότι θά ήταν δύσκολη κάθε προσπάθεια κατάληψής της.
Εν τώ μεταξύ, η χερσόνησος τής Μυκάλης είχε πλημμυρίσει από οθωμανικά στρατεύματα, τά οποία ο Χοσρέφ σχεδίαζε νά μεταφέρει απέναντι στή Σάμο. Τά ελληνικά πλοία πλησιάσαν στά λιμανάκια τής Μυκάλης, όπου βρίσκονταν αραγμένες οι τουρκικές σακολέβες, καί τίς κανονιοβόλισαν, σκορπίζοντας ταυτόχρονα καί τούς στρατιώτες πού είχαν στρατοπεδεύσει κοντά στήν παραλία.
Ο Τούρκος ναύαρχος βλέποντας ότι δέν υπάρχει περίπτωση νά αποβιβάσει στρατεύματα στή Σάμο, έδωσε διαταγή στό στόλο του γιά επίθεση. Ο Σαχτούρης μέ τή σειρά του έδωσε τήν εντολή νά μήν υποχωρήσει κανένα ελληνικό πλοίο, αλλά όλα μαζί νά κτυπήσουν ταυτόχρονα τόν εχθρό μέ τά κανόνια τους. Πυκνοί κανονιοβολισμοί άρχισαν νά πέφτουν καί από τίς δύο πλευρές, ενώ τά δύο πυρπολικά τών Ρομπότση καί Τσάπελη, πού προσπάθησαν κρυμμένα μέσα στούς καπνούς νά προσβάλουν δύο τουρκικές κορβέτες ανάγκασαν τόν Χοσρέφ νά διατάξει υποχώρηση.
Οι κάτοικοι τής Σάμου μέσα στίς εκκλησίες δοξολογούσαν τόν Θεό γιά τή σωτηρία τους. Η συντονισμένη δράση τών στόλων τής Ύδρας καί τών Σπετσών τούς είχαν σώσει από τό θάνατο καί τήν αιχμαλωσία. Στίς 4 Αυγούστου 1824, ο καπουδάν πασάς επιχείρησε νέα έφοδο κατά τού ελληνικού στόλου, ο οποίος απάντησε μέ εύστοχες βολές τών κανονιών του, έχοντας καί τήν κάλυψη από τά πυροβόλα πού είχαν στήσει οι Σάμιοι στίς ακτές τους. Αυτή τή φορά ήταν τό πυρπολικό τού Κανάρη πού προσπάθησε μέσα στόν καπνό τής μάχης νά πλησιάσει τήν τουρκική ναυαρχίδα.
Ο ατρόμητος Κανάρης, ανάμεσα στίς σφαίρες πού σφύριζαν καί στίς βολές τών κανονιών πού έπεφταν δίπλα από τό πυρπολικό του, προχωρούσε ακάθεκτος. Τελικά δέν κατάφερε νά προσκολλήσει τό μπουρλότο του σέ κάποιο πλοίο, αλλά ο εχθρικός στόλος υπό τόν φόβο τών πυρπολικών απομακρύνθηκε όταν έπεσε η νύκτα.
Τήν επόμενη ημέρα ο οθωμανικός στόλος επανήλθε. Ο Σαχτούρης όμως αγρυπνούσε καί έχοντας καταλάβει τή σημασία τών πυρπολικών, είχε δώσει διαταγές νά ετοιμαστούν έξι πυρπολικά μέ συνοδεία πολεμικών καί νά επιτεθούν μέ τήν πρώτη ευκαιρία. Ο πρώτος πού όρμησε εναντίον τών μεγάλων τουρκικών πλοίων ήταν ο Υδραίος πυρπολητής Δημήτριος Τσάπελης, ο οποίος προσπάθησε νά κολλήσει τό μπουρλότο του στήν φρεγάτα «Μπρουλότ κορκμάζ» (τό πλοίο πού δέν φοβάται τά μπουρλότα).
Ενώ αγωνιζόταν νά δέσει τό μπουρλότο του, τέσσερεις βάρκες τού εχθρού τόν πλησίασαν γιά νά τόν συλλάβουν. Ο Τσάπελης, ο οποίος είχε εγκαταληφθεί από τούς άνδρες του, βιάστηκε νά βάλει φωτιά στήν πυρίτιδα μέ αποτέλεσμα ο ίδιος νά πάθει βαριά εγκαύματα στό πρόσωπο καί τό πυρπολικό νά καεί αναίτια. Ο πανικός όμως πού επικράτησε στήν τουρκική φρεγάτα τήν ανάγκασε νά προσαράξει στά μικρασιατικά παράλια, καθώς οι άνδρες της, τό μόνο πού είχαν στό νού τους ήταν πώς νά σώσουν τούς εαυτούς τους.
Τότε ο Κωνσταντίνος Κανάρης άρδαξε τήν ευκαιρία καί πλησίασε τό δικό του πυρπολικό στήν παγιδευμένη φρεγάτα. Αφού κόλλησε τό πυρπολικό πάνω στό εχθρικό πλοίο, τού μετέδωσε τό πύρ καί σέ λίγο ακούστηκε σέ ολόκληρη τή Σάμο μία τρομερή έκρηξη. Από τήν υπερήφανη φρεγάτα είχαν απομείνει μόνο κομμάτια πού έπλεεαν πάνω στή θάλασσα μαζί μέ τά πτώματα τών εξακοσίων μουσουλμάνων ναυτών της. Ο Κανάρης κινδύνεψε σοβαρά από τήν παράτολμη επιχείρηση καί έχασε δύο από τούς άντρες του.
Μετά τήν επιτυχία τού Κανάρη, ο ελληνικός στόλος ξεκίνησε αντεπίθεση μέ πρώτο τό πλοίο τού Ανάργυρου Λεμπέση. Ο πυρπολητής Βατικιώτης τίναξε ένα τυνήσιο μπρίκι καί οι Ραφαλιάς καί Λέκας Ματρόζος μία φρεγάτα από τήν Τρίπολη τής Λιβύης. Ο καπετάν πασάς, βλέποντας τήν υπεροχή τού ελληνικού στόλου, οπισθοχώρησε πρός τό Αγαθονήσι καί τήν επομένη εγκατέλειψε τή Σάμο μέ κατεύθυνση τήν Κώ, όπου θά παρέμενε αραγμένος αναμένοντας τήν άφιξη τού αιγυπτιακού στόλου.
.