В начале войны флотилия оказывала активное содействие войскам генерал-аншефа А.В. Суворова в районе Кинбурнской косы, напротив турецкой крепости Очаков. События развивались в следующем порядке. С началом боевых действий противник выслал к Очакову эскадру из трех кораблей, фрегата, бомбардирского бота, восьми шебек, шести фелюг и пятнадцати галер[71]. Эти турецкие суда топили находившиеся у Кинбурнской косы российские корабли, а со стен Очакова постоянно обстреливались проходившие мимо российские суда[72].
Российская Лиманская флотилия в это время базировалась в Глубокой пристани в устье Днепра, недалеко от Кинбурна и Очакова. Она включала в себя три корабля, три фрегата, бот, семь галер, две плавучих батареи, пять баркасов и несколько транспортов[73]. После того как войска генерал-аншефа Суворова разгромили турецкий десант на Кинбурнской косе, он приказал командующему флотилией контр-адмиралу Н.С. Мордвинову отправить плавучие батареи для уничтожения вражеской флотилии под Очаковым.
Однако эта плохо подготовленная операция закончилась неудачей — российские плавучие батареи были потоплены турецкими кораблями. На следующий день, 3 октября 1787 года, когда турецкие канонерские лодки в свою очередь стали бомбардировать суда Лиманской флотилии, Мордвинов приказал своим кораблям выдвинуться к неприятелю и вынудил его отступить к стенам Очаковской крепости под прикрытие крепостной артиллерии[74]. Так закончилась кампания 1787 года.
Боевые действия под Очаковым возобновились в мае 1788 года. Для овладения крепостью были направлены Екатеринославская армия генерал-фельдмаршала Г.А. Потемкина и Украинская армия генерал-фельдмаршала П.А. Румянцева. Пост командующего флотилией, которая к тому времени состояла в основном из гребных судов, получил иностранец на русской службе контр-адмирал Нассау-Зиген. Парусной эскадрой, направленной с Черного моря в Лиман, командовал другой иностранец — американец контр-адмирал Поль Джонс. Контр-адмирал Мордвинов был отправлен руководить постройкой судов в Херсон, где были заложены новые верфи[75]. Гребная флотилия теперь включала в свой состав по семь единиц галер, дубель-шлюпок, плавучих батарей, вооруженных палубных баркасов, двенадцать канонерских лодок и брандера, парусная эскадра — два корабля, четыре фрегата и восемь транспортов[76].
Судя по всему, парусные суда Лиманской флотилии и транспорты были переданы в подчинение пришедшей с Черного моря эскадре Поля Джонса. Объединенным силам российской флотилии, включавшим в себя два корабля, пять фрегатов, бот и 29 гребных судов удалось нанести поражение Очаковской турецкой флотилии, состоящей из четырех кораблей, шести фрегатов и 47 галер в ходе ожесточенного боя 7 июня 1788 года. Однако приступить к штурму крепости не удалось. Враг еще был очень силен. Через десять дней после этого боя, 17 июня российская флотилия заставила турецкие суда вновь отойти к Очакову, уничтожив в ходе очередного завязавшегося боя, два линейных корабля противника и захватив при этом флаг самого командующего турецкой флотилией — капудан-паши.