Όμως, ο 35χρονος υδραίος αξιωματικός, γόνος ναυμάχων του '21, διψούσε για πολεμική δράση και έβαλε ως στόχο ένα παλαιό θωρηκτό του οθωμανικού στόλου, το «Φετίχ Μπουλέντ», που ναυλοχούσε στο λιμάνι της τουρκοκρατούμενης τότε Θεσσαλονίκης. Έμαθε ότι από το πλοίο είχαν αφαιρεθεί τα μεγάλα κανόνια του, τα οποία είχαν τοποθετηθεί στην ξηρά για την καλύτερη υπεράσπιση της περιοχής. Ζήτησε από το επιτελείο να δράσει και έλαβε θετική απάντηση.
Η επιχείρηση ορίστηκε για το βράδυ της 18ης Οκτωβρίου. Με τη βοήθεια δύο ελλήνων ψαράδων από την Κατερίνη, που γνώριζαν πολύ καλά τα κατατόπια του Θερμαϊκού, το ελληνικό τορπιλλοβόλο εισέδυσε με πάσα μυστικότητα και περισσή ικανότητα στο ναρκοθετημένο λιμάνι της Θεσσαλονίκης και χωρίς να γίνει αντιληπτό έβαλε από απόσταση 150 μέτρων με δύο τορπίλες κατά του τουρκικού θωρηκτού στις 23:35, σύμφωνα με την αναφορά του κυβερνήτη. Οι βολές ήταν επιτυχημένες και το «Φετίχ Μπουλέντ» έγειρε προς τα δεξιά και άρχισε να βυθίζεται, παρασύροντας στον υγρό τάφο του τον ιμάμη του πλοίου και έξι ναύτες. Μία τρίτη τορπίλη, που εκτοξεύτηκε από το «Τ-11», προσέκρουσε στον κυματοθραύστη. Κατά τη διάρκεια της επιχείρησης, ο Βότσης ήταν ιδιαίτερα προσεκτικός, καθώς στο λιμάνι ήταν αραγμένα δύο ακόμη πλοία, ένα αγγλικό και ένα ρωσικό, και θα μπορούσε να προκληθεί διπλωματικό επεισόδιο αν τους συνέβαινε το παραμικρό.
Αμέσως σήμανε συναγερμός στο τουρκικό στρατόπεδο. Ο εκκωφαντικός κρότος, που δόνησε την πόλη, αρχικά νομίστηκε ότι προερχόταν από έκρηξη σε πυριτιδοποθήκη, αλλά το αρχικό ξάφνιασμα διαδέχθηκε η κατάπληξη, όταν οι Οθωμανοί αξιωματικοί πληροφορήθηκαν την ανατίναξη του πλοίου. Αμέσως, ο τεράστιος προβολέας από το Καραμπουρνάκι άρχισε να χτενίζει το λιμάνι για την επισήμανση του εισβολέα, αλλά το ελληνικό τορπιλλοβόλο διέφυγε, όπως ήλθε, απαρατήρητο, και στις 4 το πρωί της 19ης Οκτωβρίου 1912 επέστρεψε στη βάση του, στα παράλια της Κατερίνης. Την ίδια μέρα, ο Νικόλαος Βότσης απέστειλε την αναφορά του προς το επιτελείο και δέχθηκε τα συγχαρητήρια του υπουργού Ναυτικών, Νικολάου Στράτου.
Το γεγονός του τορπιλλισμού και της βύθισης του «Φετίχ Μπουλέντ» προκάλεσε μεγάλο ενθουσιασμό στο λαό και το μαχόμενο στρατό. Ήταν η πρώτη μεγάλη ναυτική επιτυχία των Βαλκανικών Πολέμων και γιορτάστηκε με πανηγυρισμούς σε όλη την Ελλάδα. Αναφορά στο κατόρθωμα του Βότση περιλαμβάνεται στον ύμνο του Πολεμικού Ναυτικού «Ο Ναύτης του Αιγαίου», που συνέθεσε το 1912 ο Κωνσταντίνος Λυκόρτας.
