Паруса, изорванные в клочья

Перед Хиосским сражением 24 июня 1770 года граф Орлов доверил Спиридову, с которым у него до того были напряжённые отношения, разработку плана будущей битвы. Спиридов, командовавший кораблями с борта «Евстафия» в полном парадном мундире, применил, как считается, принципиально новую тактику морских сражений, приказав авангарду своих кораблей двигаться под прямым углом на боевые порядки противника и начинать атаку на его центр и авангард с короткой дистанции. После гибели «Евстафия» от взрыва в абордажном бою с османским флагманским кораблём «Реал-Мустафа», также взорвавшимся, Спиридов перешёл на борт корабля «Три иерарха». Победа в сражении досталась русскому флоту, несмотря на то, что у турок было почти в два раза больше кораблей и 1320 орудий против 820 у русских.

В ночь с 25 на 26 июня Спиридов командовал русским флотом в победоносном Чесменском сражении, для которого разработал план одновременной атаки ближним артиллерийским обстрелом и ударом брандерами.
Благодаря успешным действиям последних, удалось поджечь большую часть турецкого флота. Потери русских составили всего 11 человек, тогда как турок — порядка 11 тысяч, включая раненых. За эту победу адмирал был награждён орденом святого Андрея Первозванного, а императрица Екатерина II в честь Чесменского боя приказала воздвигнуть церковь и памятную колонну.

На протяжении трёх последующих лет Спиридов находился на Греческом архипелаге, используя в качестве базы для русского флота остров Парос, где была возведена верфь, а также небольшое поселение. Отсюда можно было контролировать значительную часть вражеских линий снабжения, в первую очередь поставок провианта из южной Греции в Константинополь, а также осуществлять блокаду Дарданелл. Эгейское море в наиболее узкой его части оказалось фактически полностью перекрыто русскими крейсерами. С 1772 года, координируя свои действия с сухопутными войсками, Спиридов предпринял ряд атак на приморские крепости турок в бассейне Эгейского моря, а также стал выходить на рейды в Восточное Средиземноморье, от Ионических островов до побережья Сирии и Египта.

В отставку пожелал выйти по состоянию здоровья в июне 1773 года в возрасте 60 лет, разрешение оставить службу получил в феврале следующего года с правом получения пенсии, равной полному адмиральскому жалованью; отставка, по некоторым предположениям, была связана с обидой адмирала на то, что все его заслуги на поприще Русско-турецкой войны были приписаны фавориту Орлову. Возвратившись в Россию, последние 16 лет жизни провёл на родине.