Στις 5 Ιανουαρίου του 1913, στο Βόρειο Αιγαίο, διεξήχθη ίσως η πιο αποφασιστική ναυμαχία για την έκβαση του Α’ Βαλκανικού Πολέμου, μαζί με την Ναυμαχία της Έλλης, έναν μήνα νωρίτερα. Με την έκβασή του, ο ελληνικός στόλος σταθεροποίησε την κυριαρχία του στο Αιγαίο, ενώ ο τουρκικός δεν τόλμησε μέχρι το τέλος του πολέμου να ξαναβγεί από τα στενά των Δαρδανελλίων.
Το πρωί εκείνης της μέρας, ένα τουρκικό καταδρομικό, τρία θωρηκτά και 8 αντιτορπιλλικά, εξήλθαν από τα στενά των Δαρδανελλίων με κατεύθυνση προς την Λήμνο. Ο ναύαρχος Παύλος Κουντουριώτης ήταν ήδη ενήμερος για τις κινήσεις του και πήρε γρήγορες αποφάσεις. Διέταξε άμεσα την έξοδο του ελληνικού στόλου από το λιμάνι του Μούδρου. Το πιο αξιόπιστο ελληνικό πλοίο, το θρυλικό θωρηκτό Αβέρωφ ηγήθηκε του στόλου, που αποτελούνταν ακόμα από άλλα τρία θωρηκτά, δυο ανιχνευτικά και τρία αντιτορπιλλικά.
Τα τουρκικά πλοία έφτασαν ανοιχτά της Λήμνου και λίγο πριν το μεσημέρι, άρχισαν να βάλλουν κατά του ελληνικού στόλου από απόσταση 8.400 μέτρων. Ο ελληνικός στόλος απάντησε αμέσως. Οι Τούρκοι ήταν άστοχοι, αλλά οι βολές της ελληνικής πλευράς όχι.
Η παρουσία του θωρηκτού Αβέρωφ, ήταν κάτι που αιφνιδίασε τους Τούρκους. Μέχρι εκείνη την στιγμή πίστευαν ότι βρισκόταν στην καταδίωξη του τουρκικού θωρηκτού Χαμιδιέ, που είχαν βγάλει στο Αιγαίο για αντιπερισπασμό. Ο Κουντουριώτης κατάλαβε το σχέδιο τους και κράτησε τον ελληνικό στόλο ενωμένο. 20 περίπου λεπτά αργότερα, το Αβέρωφ έκανε την επίθεση του στο θωρηκτό Χαϊρεντίν – Μπαρμπαρόσα, αναγκάζοντας το να αποσυρθεί από την μάχη. Το ακολούθησαν και άλλα πλοία και ύστερα από πολύ λίγη ώρα, ο τουρκικός στόλος τράπηκε σε φυγή.
Το Αβέρωφ άρχισε την καταδίωξη. Λίγο πριν τις 2, είχε καταφέρει να πλήξει άλλο ένα θωρηκτό που είχε υποχωρήσει άθικτο. Τελικά, οι Τούρκοι κατάφεραν να μπουν στα στενά, απ’ όπου δεν ξαναβγήκαν μέχρι το τέλος του πολέμου. Η τουρκική πλευρά είχε 100 νεκρούς και πολλές ζημιές, ενώ από την ελληνική, μόνο ένας δίοπος τραυματίστηκε.
Το αποτέλεσμα της ναυμαχίας της Λήμνου, ανάγκασε κατά μεγάλο ποσοστό την κυβέρνηση της Τουρκίας να υπογράψει συνθήκη ειρήνης. Ο τουρκικός στόλος έμεινε καθηλωμένος στα ανοιχτά της Κωνσταντινούπολης με μοναδικό σκοπό, να προστατέψει την πόλη από ενδεχόμενη βουλγαρική επίθεση. Το θρυλικό θωρηκτό Αβέρωφ ηγήθηκε της ναυμαχίας και έμεινε στην ιστορία.
