Союзники планировали основной десант высадить в Крыму, чтобы лишить русский Черноморский флот его баз. Предусматривались также нападения на порты Балтийского и Белого морей и Тихого океана. Англо-французский флот сосредоточился в районе Варны. Он насчитывал 34 линейных корабля и 55 фрегатов, в том числе 54 – паровых, и 300 транспортных судов, на которых находился экспедиционный корпус в 61 тысячу солдат и офицеров. Русский Черноморский флот мог противопоставить союзникам 14 парусных линейных кораблей, 11 парусных и 11 паровых фрегатов. В Крыму дислоцировалась русская армия в 40 тысяч человек.
В сентябре 1854 года союзники высадили десант в Евпатории. Русская армия под командованием адмирала князя А. С. Меншикова на реке Альме попыталась преградить путь англо-франко-турецким войскам вглубь Крыма. У Меншикова было 35 тысяч солдат и 84 орудия, у союзников – 59 тысяч солдат (30 тысяч французских, 22 тысячи английских и 7 тысяч турецких) и 206 орудий.
Русские войска занимали сильную позицию. Центр ее у селения Бурлюк пересекала балка, по которой шла главная Евпаторийская дорога. С высокого левого берега Альмы хорошо просматривалась равнина на правом берегу, лишь у самой реки покрытая садами и виноградниками. Правым флангом и центром русских войск командовал генерал князь М. Д. Горчаков, а левым флангом – генерал Кирьяков.
Союзные войска собирались атаковать русских с фронта, а в обход их левого фланга бросили французскую пехотную дивизию генерала Боске. В 9 часов утра 20 сентября 2 колонны французских и турецких войск заняли деревню Улукул и господствующую высоту, однако были остановлены русскими резервами и не смогли ударить в тыл Альмской позиции. В центре англичане, французы и турки, несмотря на большие потери, смогли форсировать Альму. Их контратаковали Бородинский, Казанский и Владимирский полки, предводительствуемые генералами Горчаковым и Квицинским. Но перекрестный огонь с суши и с моря вынудил русскую пехоту отступить. Из-за больших потерь и численного превосходства неприятеля Меншиков под покровом темноты отступил к Севастополю. Потери русских войск составили 5700 человек убитыми и ранеными, потери союзников – 4300 человек.
Сражение при Альме было одним из первых, где был массированно применен рассыпной строй пехоты. Здесь также сказалось превосходство союзников в вооружении. Почти вся английская армия и до трети французской были вооружены новыми нарезными ружьями, превосходившими гладкоствольные ружья русских скорострельностью и дальностью.
Преследуя армию Меншикова, англо-французские войска 26 сентября заняли Балаклаву, а 29 сентября – район Камышовой бухты у самого Севастополя.
Однако союзники побоялись с ходу атаковать эту морскую крепость, в тот момент – почти беззащитную с суши. Командующий Черноморским флотом адмирал Нахимов стал военным губернатором Севастополя и вместе с начальником штаба флота адмиралом В. А. Корниловым стал спешно готовить оборону города с суши. 5 парусных кораблей и 2 фрегата затопили у входа в Севастопольскую бухту, чтобы не пустить туда неприятельский флот. Оставшиеся в строю корабли должны были оказывать артиллерийскую поддержку войскам, сражающимся на суше.
Сухопутный гарнизон города, включавший также моряков с затопленных кораблей, насчитывал 22,5 тысячи человек. Главные же силы русской армии под командованием Меншикова отошли к Бахчисараю.
Первая бомбардировка союзными войсками Севастополя с суши и моря состоялась 17 октября 1854 года. Русские корабли и батареи отвечали на огонь и повредили несколько неприятельских судов. Англо-французской артиллерии не удалось тогда вывести из строя русские береговые батареи. Выяснилось, что корабельная артиллерия не слишком эффективна для стрельбы по наземным целям. Однако защитники города во время бомбардировки понесли немалые потери. Был убит один из руководителей обороны города адмирал Корнилов.
25 октября русская армия от Бахчисарая продвинулась к Балаклаве и атаковала английские войска, но прорваться к Севастополю не смогла. Однако это наступление заставило союзников отложить штурм Севастополя. 6 ноября Меншиков вновь попытался деблокировать город, но опять не смог преодолеть англо-французскую оборону после того, как в сражении при Инкермане понесли большие потери.