Bozcaada Kalesi, 1645-1669 Osmanlı-Venedik Savaşı'nın önemli evrelerinden biri olan ve 31 Mart 1646 tarihinde gerçekleşen Bozcaada Muharebesi'nin merkezinde yer almaktadır. Tomaso Morosini komutasındaki Venedik filosu ve birliğinin adayı ele geçirmek amacıyla başlattığı kuşatma, Osmanlı kuvvetlerinin kara ve deniz birimleriyle yürüttüğü savunma ve stratejik taarruz neticesinde yenilgiyle sonuçlanmıştır.
Kuşatma Öncesi ve Kale Savunması
1646 yılının Mart ayında, Tomasso Morosini komutasındaki 20 kalyondan oluşan Venedik donanması Çanakkale Boğazı önlerine gelerek boğazı ablukaya almış ve Bozcaada'ya asker çıkararak kale kuşatmasını başlatmıştır. Kale kendini savunurken, Rumeli Beylerbeyi Küçük Hasan Paşa liderliğindeki beş kadırga adaya asker çıkararak Venedik birliğine baskın yapmış ve onları yenilgiye uğratmıştır. Eşzamanlı olarak, Kaptan-ı derya Koca Musa Paşa komutasındaki Osmanlı donanması da Çanakkale Boğazı'ndan çıkış yapmıştır.
Deniz Muharebesi ve Dağılma
Osmanlı donanması Boğaz'dan çıktığı esnada, Venedik donanması Saros Körfezi'nde su ikmali gerçekleştirmekteydi. Osmanlı donanmasının taarruzu, Venedik donanmasında büyük bir dağınıklık yaratmıştır. Bu dağınıklık sebebiyle Venedik gemileri, Bozcaada'daki baskından kaçmaya çalışarak nakliye gemilerine binmek isteyen kendi askerlerine yardım ulaştıramamıştır. Rüzgarın Osmanlı kadırgalarının rampa yapmasını engellemesi sebebiyle, 31 Mart akşamına kadar yalnızca topçu muharebesiyle yetinilmiştir. Venedik donanması ise Limni'nin batı kıyılarına sığınmıştır.
Muharebe Sonrası Gelişmeler
Muharebenin ardından tarafların birbirlerinden uzaklaşmasıyla birlikte Osmanlı donanması Girit'e doğru hareket etmiştir. 26 Mayıs 1646 tarihinde Hanya limanına ulaşan Osmanlı donanması, buradaki karaya takviye birlikler çıkarmıştır. Venedik donanması ise toparlandıktan sonra Bozcaada açıklarında yardım bekleyen askerlerini kurtarmış ve Suda'ya doğru hareket etmiştir.