августа, после прибытия гвардейского корпуса (25 500 человек), осада стала более тесной, войска успешно отражали попытки деблокировать крепость изнутри и извне. 29 августа отряд генерал-адъютанта Головина занял позицию южнее крепости, окончательно замкнув кольцо блокады. Следующим утром высаженный с южной стороны Варны отряд моряков (170 человек) устроил редут и телеграф для связи флота и армии.
С моря линейные корабли и бомбардирские суда по очереди подходили и бомбардировали крепость.
1 сентября была взорвана мина под приморским бастионом. Появилась возможность для штурма. Чтобы избежать потерь, Николай I поручил Грейгу предложить капудан-паше Иззет-Магомету сдать Варну. Адмирал направил капудан-паше следующее письмо:
«Покамест крепость не была обложена со всех сторон нашими войсками, она могла надеяться получить подкрепления; теперь же все сообщения, как на суше, так и на море, прерваны; крепостные укрепления большею частию разрушены, и потому дальнейшее сопротивление послужит только к напрасному пролитию крови. Желая избегнуть этого, я предлагаю вам сдать крепость, обещая с моей стороны неприкосновенность всякой вашей и подчиненных ваших собственности. Если же парламентеры наши, которым дозволено оставаться на берегу не более двух часов, возвратятся без удовлетворительного с вашей стороны ответа, то военные действия тотчас же возобновятся».
Капудан-паша согласился направить двух чиновников на «Париж», но те не имели полномочий и лишь доставили пожелание вести переговоры. Туркам было предложено выслать представителей на корабль «Мария», стоявший в 400 саженях от крепости. Утром следующего дня Грейг прибыл на корабль, но капудан-паша, сославшись на болезнь, послал трех сановников. Старший среди них, Юсуф-паша, длинными речами старался затянуть переговоры. Очевидно, гарнизон рассчитывал на то, что крепость деблокируют.
Адмирал, прервав пустые разговоры, высказал прямое требование о сдаче и послал турок на берег за ответом, пригрозив, что после штурма не следует ждать снисхождения. Турки попросили отложить ответ до завтра. Грейг заявил, что попробует получить ответ Царя и в случае отказа сигналом возобновления боевых действий послужат две ракеты. На следующий день Иззет-Магомет сам встретился с Грейгом на борту «Марии». Адмирал уверенно вел переговоры. Он предъявил перехваченные письма, в которых капудан-паша и Юсуф-паша обращались за помощью к верховному визирю и описывали бедственное положение крепости. Капудан-паша отправился на берег, не получив дальнейшей отсрочки, которую он просил. В тот же день возобновились боевые действия.
8 сентября Николай I при рекогносцировке обнаружил пункт, с которого было удобно обстреливать крепость. Здесь моряки основали батарею из 4 24-фунтовых пушек.
Вскоре поступили сведения о движении турецких войск из Адрианополя к Варне, чтобы напасть с южной стороны на осаждавших. Ободренные неудачным поиском отряда русских войск, турки 12 сентября вышли из лагеря и при содействии вылазки гарнизона попытались прорвать блокаду, но были отражены. 18 сентября русские полки атаковали неприятельский лагерь, и хотя турки удержали позицию, но наступать более не решались.
21 сентября были взорваны две подземные мины; обрушилась часть стены с бастионом. Так как турки выказали готовность отразить штурм, 22 сентября Николай I вновь приказал предложить капудан-паше капитулировать, но безуспешно. Вскоре взрыв третьей мины разрушил приморский бастион.
23 сентября само турецкое командование предложило переговоры. Граф Дибич, который разговаривал с турками, отказался предоставить тридцатичасовое перемирие. Был отдан приказ готовить приступ. 25 сентября Николай I для уменьшения числа жертв предложил атаковать приморский бастион группой добровольцев. Бастион охотники взяли без сопротивления и продолжили наступление дальше. В ходе решительной атаки группа охотников прорвалась в крепость, не встретив турок, которые выстроились в центре Варны и истребили большинство храбрецов, которых не поддержали главные силы. Император, наблюдавший бой, вновь предложил переговоры, и 25 сентября представитель капудан-паши вел переговоры с Грейгом на «Париже».
26 сентября вновь капудан-паше предложили сдаться. На другой день в окопах Грейг вел переговоры с Юсуф-пашой. 28 августа переговоры продолжались. Боевые действия возобновились. Наконец, турки согласились сдаться, и 29 сентября русские войска заняли крепость без сопротивления.
К вечеру Юсуф-паша согласился на капитуляцию, и 26 сентября четыре тысячи албанцев оставили крепость. Но капудан-паша, укрепившийся с 500 человек в цитадели, отказывался капитулировать. Боевые действия возобновились. После того как внешние укрепления были заняты, большинство гарнизона, насчитывавшего 19 тысяч человек, сдалось. Капудан-паша продолжал упорствовать, угрожая взорвать цитадель, и получил наконец разрешение оставить крепость со своим вооруженным отрядом. На следующий день он выступил. 30 сентября провели молебен, а 1 октября Николай I с Грейгом вступил в завоеванную Варну. Он обратился к Воронцову и Грейгу: «Благодарю вас обоих за покорение столь важной, слывшей неодолимой, крепости Варны; я был свидетелем важного усердия и службы на пользу и славу отечества». Он вручил Грейгу орден Святого Георгия II степени при следующем рескрипте:
«Отличное рвение ваше к пользам Империи и неусыпные труды по устройству Черноморского флота ныне ознаменованы блистательным успехом.
Сей флот, вами сооруженный и управляемый, покорил Анапу, он же особенно содействовал под личным предводительством вашим и к завоеванию Варны, доселе еще не знавшей силы российского оружия. Обращая Монаршее внимание Наше на сии заслуги, Мы всемилостивейше жалуем вас кавалером ордена Святого Великомученика Георгия Победоносца второй степени, коего знаки у сего препровождаем, повелевая вам возложить на себя и носить по установлению. Сие новое доказательство отличного Нашего к вам благоволения и признательности, да усугубит еще примерное ваше усердие и желание оправдать новым подвигом Монаршую к вам доверенность».
За время осады флот выпустил 25 тысяч снарядов. В значительной мере огнем корабельной и осадной артиллерии, которой управляли моряки, можно объяснить, что гарнизон с 27 тысяч уменьшился до 9 тысяч человек. Кроме 3 тысяч албанцев Юсуф-паши, в плен попали 6 тысяч человек. Были взяты 291 орудие и другие трофеи. Флот взял 21 трофей и 2 вооруженных баркаса, за успешные действия Император пожаловал Севастополю и Николаеву по трофейной пушке.
Уже 30 сентября Грейг приказал вернуть на корабли моряков и материалы, использованные при осаде. 6 октября эскадра оставила Варну и 12 октября пришла в Севастополь на зимовку. Однако покой продлился недолго. Император приказал подготовить флот к марту 1829 года, а зимой содержать эскадру в море для охраны судоходства, содействовать армии в охране областей на правом берегу Дуная и блокировать Босфор. Грейг срочно выехал в Николаев, назначив Мессера наблюдать за ремонтом флота, а контр-адмиралов Быченского, Стожевского и Сальти — готовить свои отряды.
Прибыв в Николаев, Грейг обнаружил, что оставленное им присутствие не выполнило свои задачи, и направил вице-адмирала Быченского командовать Севастопольским портом. Сам он активно занялся снабжением флота материалами. Он докладывал Николаю I, что к 1 марта флот подготовить невозможно, но так как это время самой бурной погоды, то вряд ли турки появятся на Черном море. За зиму транспорт «Успех» перестроили в бомбардирское судно, два трофейных судна — в брандеры, корабль «Скорый» переоборудовали в госпитальный. Для кораблей были заготовлены дополнительные пушки, чтобы из них сооружать батареи на берегу.
Уже осенью 1828 года началось крейсерство. 6 ноября эскадра контр-адмирала М. Н. Кумани вышла на рейд и 11 ноября выступила для блокады турецких берегов. Местом встречи назначили Варну и Каварну. Если бы суда ветром отнесло к Босфору, то следовало под парусами прорываться через проливы на соединение с эскадрой Рикорда, крейсировавшей у Дарданелл.
Прибыв в Варну, Кумани получил предложение генерала Ротта появиться в Фаросском заливе, чтобы отвлечь внимание неприятеля от сухопутного фронта. 28 ноября русская эскадра подошла к Месемврии, 30 ноября вошла в залив и овладела островом Анастасия, срыв на нем укрепления. Осмотрев прибрежные