Οι Βαλκανικοί Πόλεμοι δεν κρίθηκαν μόνο στην ξηρά, αλλά και στη θάλασσα, όπου το ελληνικό ναυτικό αντιμετώπισε τον στόλο της Οθωμανικής Αυτοκρατορίας, κατανικώντας τον και πρακτικά κλείνοντάς τον στα Στενά των Δαρδανελλίων- ανοίγοντας έτσι τον δρόμο για την απελευθέρωση των νησιών του Αιγαίου.
Τον πόλεμο στη θάλασσα έκριναν δύο μεγάλες ναυμαχίες: της Έλλης (στις 16 Δεκεμβρίου 1912- 3 Δεκεμβρίου, σύμφωνα με το ημερολόγιο που χρησιμοποιούσαν τότε), και της Λήμνου, η οποία ακολούθησε, λίγο καιρό μετά, στις 18 Ιανουαρίου 1913 (5 Ιανουαρίου, σύμφωνα με το παλαιό ημερολόγιο). Σε αυτές, καθοριστικός ήταν ο ρόλος του θρυλικού θωρηκτού (αν και τυπικά χαρακτηρίζεται εύδρομο μάχης) «Γεώργιος Αβέρωφ», της ναυαρχίδας του ναυάρχου Παύλου Κουντουριώτη.
Η πορεία προς τη ναυμαχία και η αναμέτρηση
Κατά τα τέλη του Δεκεμβρίου, είχαν παρατηρηθεί συχνές εμφανίσεις τουρκικών πολεμικών μπροστά στα Δαρδανέλλια, υποδεικνύοντας ότι οι Οθωμανοί θα δοκίμαζαν ξανά να βγουν από τα στενά. Όταν εν τέλει ο οθωμανικός στόλος, υπό τον Ραμίζ Μπέη, το προσπάθησε, βρήκε εμπρός του τον ελληνικό στόλο για άλλη μια φορά.
Στην ιστοσελίδα του «Γεώργιος Αβέρωφ, η ναυμαχία παρατίθεται με λεπτομέρειες, με απόσπασμα από το βιβλίο των Πλοιάρχου Γεωργίου Π. Κρέμου Π.Ν. και Richard Arnold – Baker «ΑΒΕΡΩΦ, το πλοίο που άλλαξε την πορεία της ιστορίας, 1990».
Στον όρμο του Μούδρου όλα ήταν ήσυχα, όταν ξαφνικά ο ΑΒΕΡΩΦ έλαβε αστραπιαίο σήμα από τον ΛΕΟΝΤΑ, σε ανοικτή γλώσσα: «Ολόκληρος ο στόλος εξέρχεται». Η ώρα ήταν 08.25.Σε λίγο δεύτερο σήμα του ΛΕΟΝΤΟΣ έδινε την πορεία του εχθρικού στόλου. Ο Ναύαρχος Κουντουριώτης με ηρεμία διέταξε να λάβουν οι άνδρες το πρόγευμά τους και εν συνεχεία τα πλοία να απάρουν, ακολουθώντας τον ΑΒΕΡΩΦ. Συγχρόνως απέστελλε σήμα προς όλα τα πλοία: «Ο Ναύαρχος εύχεται την καλήν ημέραν προς τα γενναία επιτελεία και πληρώματα. Τα πάντα εξαρτώνται από την σημερινήν ημέραν».
Ο Τουρκικός Στόλος, του οποίου οι δέκτες για κάποιον άγνωστο λόγο δεν είχαν εντοπίσει τα σήματα του ΛΕΟΝΤΟΣ, πλησίαζε πλέον τη Λήμνο, περιμένοντας να αιφνιδιάσει τον Ελληνικό Στόλο, οπότε έκπληκτος ο Ταχήρ αντίκρισε τις σιλουέτες του ΑΒΕΡΩΦ και των θωρηκτών να ξεπροβάλλουν «εν σχηματισμώ» από την είσοδο του Μούδρου. Ο αιφνιδιασμός είχε απωλεσθεί. Ο ΑΒΕΡΩΦ με τα θωρηκτά ΣΠΕΤΣΑΙ, ΥΔΡΑ και ΨΑΡΑ ήσαν σε γραμμή παραγωγής, δεξιά της τα αντιτορπιλλικά ΑΕΤΟΣ και ΙΕΡΑΞ και αριστερά της τα αντιτορπιλλικά ΣΦΕΝΔΟΝΗ, ΝΑΥΚΡΑΤΟΥΣΑ και ΝΙΚΗ. Οι τρεις αυτές στήλες έλαβαν Νοτιοανατολική πορεία. Ο Τουρκικός στόλος ευρίσκετο περί τα 10 μίλια ανατολικά της άκρας «Ειρήνης» της Λήμνου επί Δυτικής-Νοτιοδυτικής πορείας. Το BARBAROSSA προηγείτο των θωρηκτών TURGUT-REIS, MESSOUDIE και MEDJIDIEH σε γραμμή παραγωγής ενώ στο δεξιό ισχύο της γραμμής έπλεαν οκτώ αντιτορπιλλικά επίσης σε γραμμή παραγωγής. Οι δύο στόλοι πήραν συγκλίνουσες πορείες προς Νοτιοανατολικά και Νοτιοδυτικά αντιστοίχως, ενώ οι δύο Στόλαρχοι εμφορούμενοι από τις ίδιες σκέψεις δεν ήθελαν να αρχίσουν πυρ πριν η απόσταση ελαττωθεί τόσο, ώστε η επιτυχία να είναι εξασφαλισμένη.
Ώρα 11.35 η απόσταση των αντιπάλων είχε ελαττωθεί στα 8.200 μέτρα έτσι που διεκρίνοντο όλες οι λεπτομέρειες των πλοίων, μεταξύ των οποίων και η μυστηριώδης για τους Έλληνες κόκκινη και χρυσή σημαία τεραστίων διαστάσεων, στον πρωραίο ιστό της Τουρκικής ναυαρχίδος. Συγχρόνως οι πλευρές των Τουρκικών θωρηκτών έλαμψαν από τις πρώτες ομοβροντίες στις οποίες αμέσως απήντησαν τα Ελληνικά πλοία.
Ευθύς εξ αρχής οι Τουρκικές βολές ήσαν ή πολύ μακρές ή βραχείες εκατέρωθεν του Ελληνικού σχηματισμού. Το αντίθετο ακριβώς συνέβαινε με το Ελληνικό πυρ, το οποίο άρχισε αμέσως να βρίσκει τον στόχο του. Τις πρώτες επιτυχείς πτώσεις ακολούθησαν άλλες και εκείνες άλλες και δεν εβράδυνε να φανεί επί των εχθρικών πλοίων πυκνός καπνός και φλόγες. Στις 11.55 το MESSOUDIEH φάνηκε να εξέρχεται της γραμμής και να παίρνει αντίθετη πορεία. Βλήματα της ΥΔΡΑΣ και των ΨΑΡΩΝ είχαν ανατινάξει 3 πύργους πυροβόλων του σκοτώνοντας τις ομοχειρίες τους (68 ανδρών συνολικά). Μετά από λίγα λεπτά μια τεράστια κατακόρυφη λάμψη φάνηκε μεταξύ γέφυρας και πρώτης καπνοδόχου του HAIREDIN-BARBAROSSA και ο πρωραίος ιστός μαζί με την περίεργη κόκκινη σημαία έπεσε στη θάλασσα.
Ένα βλήμα του ΑΒΕΡΩΦ είχε ανατινάξει τον μεσαίο πύργο του θωρηκτού μαζί με την ομοχειρία του. Η Τουρκική ναυαρχίς άρχισε τότε να στρέφει επί τόπου προς Βορράν, και εν συνεχεία προς Βορειοανατολικά. Στις 12.10 ο Ναύαρχος Κουντουριώτης θέλοντας να ανακόψει την οπισθοχώρηση του εχθρού, επανέλαβε την τακτική της ναυμαχίας της Έλλης κινούμενος με τον ΑΒΕΡΩΦ ανεξαρτήτως και ολοταχώς προς τα Στενά. Ο Ταχήρ όμως αντελήφθη εγκαίρως τις προθέσεις του και διέταξε γενική πορεία των πλοίων του προς την κατεύθυνση των Δαρδανελλίων χωρίς απαιτήσεις συνοχής ή σχηματισμού. Έτσι ο ΑΒΕΡΩΦ βρέθηκε πρύμα τους σε μια λυσσώδη καταδίωξη ελισσόμενος πότε δεξιά και πότε αριστερά ώστε να μπορεί να βάλλει εναλλάξ με τα πυροβόλα και των δυο πλευρών του. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσεως ο Τουρκικός Στόλος υπέστη τα χειρότερα πλήγματα, από τον ΑΒΕΡΩΦ κυρίως, διότι τα άλλα τρία ελληνικά θωρηκτά με την μειωμένη τους ταχύτητα άρχισαν σιγά σιγά να μένουν πίσω μέχρι που εξήλθαν από το βεληνεκές των πυροβόλων τους. Μετά δυόμισυ ώρες, δηλαδή στις 02.30, τα Τουρκικά πλοία καλυμμένα από καπνούς και φλόγες, με το TURGUT-REIS επ' ουράς και με καταφανή κλίση δεξιά, εισήρχοντο στα Στενά και ο Ναύαρχος Κουντουριώτης διέταζε παύσατε πυρ. Η ναυμαχία της Λήμνου, την οποία η Τουρκία επλήρωσε πολύ ακριβά, είχε λήξει. Εκατοντάδες ήσαν οι νεκροί και τραυματίες από τα Τουρκικά επιτελεία και πληρώματα, σε τρόπο που η κυβέρνηση εκήρυξε εθνικό πένθος. Ανυπολόγιστες οι ζημιές των πλοίων με τον περισσότερο οπλισμό τους εκτός μάχης, με καμένους χώρους και πλημμυρισμένα μηχανοστάσια, λεβητοστάσια και πυριτιδαποθήκες. Τέτοια ήταν η κατάσταση, ώστε ο Αρχηγός των ενόπλων δυνάμεων, Αρχιστράτηγος Ναζίμ, εδήλωσε ευθαρσώς ενώπιον του κοινοβουλίου ότι: «Ο στόλος έπραξε ό,τι ήτο δυνατόν, δυστυχώς ουδέν δυνάμεθα πλέον να αναμένωμεν από αυτόν».
Η ναυμαχία της Λήμνου είχε λήξει, με το ελληνικό ναυτικό ξεκάθαρο νικητή για άλλη μια φορά. Τα τρία ελληνικά θωρηκτά είχαν μείνει ανέπαφα, ενώ το «Αβέρωφ» επλήγη μόνο από δύο βλήματα, προκαλώντας έναν τραυματία. Ο πόλεμος είχε τελειώσει για τον τουρκικό στόλο, αφήνοντας το Αιγαίο στον πλήρη έλεγχο του ελληνικού στόλου, με τον ναύαρχο Κουντουριώτη, μετά την απελευθέρωση των νησιών, να στρέφεται στο Θρακικό Πέλαγος, υποστηρίζοντας την προέλαση του ελληνικού στρατού προς ανατολάς.