1768–1774 годов — в ряде морских сражений. В победоносном для русских Чесменском бою находился в подчинении контр-адмирала Самуила Грейга и командовал брандером. Во время атаки турецкого корабля был ранен. 9 июля 1771 года награждён орденом Святого Георгия VI класса — высокой по тем временам государственной наградой. За отличие в этом сражении произведён в капитаны II ранга.
В 1776 году Фома Фомич привёл из Архангельска в Ревель три новых фрегата, за что был удостоен похвалы от адмиралтейств-коллегии.

Произведённый в капитаны генерал-майорского ранга Фома Фомич в 1783 году получил звание контр-адмирала с назначением на Черноморский флот. Приняв эскадру из девяти фрегатов и нескольких мелких судов, с которыми ему предстояло перезимовать в почти необитаемой Ахтиарской бухте, Мекензи начал расчистку берегов от леса. Весной 1783 года на месте будущего Севастополя было всего девять мазанок в Сухарной балке. Первые каменные строения — жилые помещения, магазин — командами российских кораблей были заложены в начале июня 1783 года. Но официальное название «Севастополь» у форта появилось 10 февраля 1784 года, как и предписывалось в указе Екатерины II князю Г. А. Потёмкину: «Устроить большую крепость Севастополь, где ныне Ахтиар».

Вот Мекензи и строил. По его инициативе приступили к строительству адмиралтейства, магазинов, госпиталя и церкви, а также казарм и жилых домов для офицеров. Его заботами устроены были каменоломни и печи для выжигания извести, а хорошо налаженное хозяйство на отведённых морскому ведомству землях давало большую часть предметов, необходимых для снабжения тогдашнего деревянного флота и питания команд. Оставаясь начальником эскадры и держа свой флаг на фрегате «Крым», Мекензи был в сущности первым главным командиром Севастопольского порта.

Для адмирала был построен дом, в котором впоследствии останавливалась императрица Екатерина II, напротив начали строить каменную пристань, а закончил строительство граф Войнович. Назвали её Графской. Вот выдержка о том самом доме, о пристани и о Мекензи из путеводителя 1907 года:

3 июня 1783 года первый начальник Черноморского флота, контр-адмирал Мекензи начал застройку Севастополя. Город быстро застраивался, и уже 1 ноября того же года распорядительный и энергичный адмирал праздновал большим балом своё новоселье в выстроенном для себя каменном доме.

В период обороны Севастополя 1854–1855 годов здание сильно пострадало, но севастопольцы восстановили его как память о первом здании города. В нём располагалась контора порта, а затем — штаб флота.

А вот о других зданиях, заложенных и построенных при участии Мекензи, современники знают мало. Третье здание — кузница в адмиралтействе, положившая начало предприятию по ремонту и строительству кораблей и судов в Севастополе. Преемником адмиралтейства является Севастопольский морской завод.



И четвёртое здание — часовня во имя Святого Николая Чудотворца. К 40-м годам ХIХ столетия часовня обветшала, и в 1848 году адмирал Лазарев добился разрешения на её перестройку. После революционных потрясений храм в 1930 году был закрыт. В нём разместили сначала склады, а затем переоборудовали в кинотеатр и танцевальный зал. В 1970 году стены храма забрали в бетон и стекло, и в нём сейчас размещается Дом офицеров Черноморского флота России. Итак, дом, пристань, кузница и храм. Всё логично, моряк всегда имел в своём сердце четыре основы: отчий дом, родной берег, свой корабль и Бога.

Однако не так гладок был жизненный путь адмирала — в царедворцы не стремился, богатства не нажил. Жил в Крыму, строил, благоустраивал и... изыскивал резервы, как говорят сейчас. Как отмечается в дореволюционной «Военной энциклопедии», «недостаток средств на развитие Севастополя, насущные проблемы жизни и службы, для решения которых Мекензи не жалел не только сил, но и отчасти своей репутации, не останавливаясь перед формальными упущениями для достижения лучших результатов», дали повод для обвинений контр-адмирала в неправильном расходовании казённых сумм. Все это преждевременно подорвало его здоровье. Фома Фомич умер 10 января 1786 года в Севастополе.

Памятью о его трудах осталось название Мекензиевых гор близ Севастополя. На них находился хутор, пожалованный Фоме Мекензи Григорием Потёмкиным в награду за службу. Постепенно название места распространилось на весь горный массив — невысокие, покрытые мелким лесом горы тянутся вдоль реки Бельбек от нынешней Любимовки до долины Каралез.

Именно эти горы стали не только топонимическим памятником иностранцу на русской службе, но и настоящим памятником многим погибшим здесь защитникам Севастополя в годы Великой Отечественной. С ними связаны и бои первого штурма, и рукопашные схватки в декабре за каждый метр каменистой земли, и действия знаменитого бронепоезда «Железняков», и стойкие орудийные батареи, и горечь отступления в июне. Это тема для отдельного рассказа — Мекензиевы горы в годы войны.

Как пишет В. Усольцев, основателю Севастополя повезло:

Его имя не забыто. Стараниями историков и краеведов оно сохранилось до наших дней. Это — контр-адмирал Фома Фомич Мекензи. Пока существует город, будет живо в памяти народа и имя основателя Севастополя.