Ожесточённый артиллерийский бой продолжался более трёх часов. «Агамемнон» получил несколько попаданий и вскоре потерял управление. Получив серьёзные повреждения, пароходы «Санспарейл» и «Лондон» вынуждены были отойти. «Беллерофон» под командованием Джорджа Полета пытался прийти на помощь «Агамемнону», но получил такие повреждения, что его пришлось отбуксировать из района боевых действий. Парусные корабли «Аретуза» и «Альбион» получили такие пробоины, что вскоре их пришлось отправить на ремонт в Константинополь. «Родней» сел на мель. В половине шестого Дондас дал сигнал выходить из боя. На форты, которые едва ли получили значительные повреждения, было потрачено огромное количество боеприпасов. Было убито и ранено более 300 английских моряков.
V
И всё же, несмотря на постигшие моряков неудачи, положение Севастополя становилось всё более опасным. Артиллерия союзников непрерывно обстреливала ключевые высоты в южной части города. Наспех сооружённые укрепления и артиллерийские позиции постепенно разрушались под воздействием плотного артиллерийского огня. Поскольку у защитников не было времени на возведение бревенчатых настилов, артиллерийские амбразуры, защищённые только досками, камнями и мешками с песком, буквально сметались вражескими снарядами. Ценой огромных потерь, под непрекращающимся огнём, артиллеристы пытались восстанавливать их. Весь полукруг русской обороны был окутан густым дымом, что не давало возможности защитникам города наблюдать за позициями вражеской пехоты, изготовившейся к атаке. В любой момент мог последовать сигнал к наступлению, и русским солдатам то тут, то там казалось, что сквозь белый дым они видят солдат неприятеля со штыками на изготовку. Изготовившиеся для отражения атаки союзников колонны русской пехоты осыпали комья земли; иногда взрывавшиеся в их рядах снаряды сеяли в боевых порядках опустошение.
Прекрасный в свои последние часы, вице-адмирал Корнилов объезжал верхом позиции, подбадривая оборонявшихся матросов и солдат. Казалось, над ним уже витает дух приближающейся гибели. Один из офицеров его штаба писал:
Он постоянно рисковал. Офицеры умоляли адмирала не покидать укрытия так безрассудно. Когда капитан Ильинский попросил адмирала быть осторожнее, обещая, что честно выполнит свой долг и присутствие Корнилова для этого вовсе необязательно, тот ответил: «Если вы собираетесь выполнить свой долг, почему просите меня отказаться от выполнения моих обязанностей? Я здесь для того, чтобы видеть всё». Адмирал Корнилов был полон решимости исполнить свой долг до конца. Он взбирался на насыпи, чтобы видеть результаты стрельбы русской артиллерии по вражеским батареям. Вокруг летали комья земли, осколки и брызги крови. Рядом стоял адмирал Нахимов, мрачный и невозмутимый, принявший решение выстоять или погибнуть в развалинах укреплений. Из раны на голове на его парадный адмиральский мундир с тяжёлыми эполетами сочилась кровь.
Затем адмирал Корнилов отправился с Центрального бастиона домой на поздний завтрак. Там он получил послание от командовавшего обороной Малахова кургана адмирала Истомина. Истомин просил Корнилова не приезжать к нему на позиции. Однако Корнилов после посещения Флагманского бастиона и редана поспешил на Малахов курган. Он прибыл туда около одиннадцати часов. Через несколько минут вражеский снаряд раздробил ему левое бедро.
— Берегите Севастополь! — прошептал он адъютанту и потерял сознание. Затем он ненадолго пришёл в себя, успел принять последнее причастие и помолиться Богу, попросив благословения России и императору и спасения Севастополя и флота. Вскоре адмирал скончался.
Заменить Корнилова было некем. Командование сухопутными войсками принял генерал Моллер; командование матросами — адмирал Нахимов. Конечно, в Севастополе был ещё полковник Тотлебен, но в то время он ещё не пользовался должным авторитетом среди военных, к тому же вызывал подозрения своими манерами иностранца. Князь Меншиков, который должен был взять на себя обязанности командующего, успел уже выехать из города в расположение своей армии.