Но и под артиллерийским огнем противника продолжались работы по укреплению оборонительных позиций. Командиров можно было видеть то в одном, то в другом месте. 3 октября В. А. Корнилов записывал: «Наши укрепления принимают более и более грозный вид, на некоторые вытащили бомбические 68-фунтовые пушки… мы можем надеяться отстоять сокровище, которого русская беспечность чуть было не утратила…»
Между тем неприятельские пароходы один за другим подходили к Балаклаве, где стояли англичане, и к Камышовой бухте, где были французские склады. Пароходы привозили новые и новые грузы. Среди них, предполагал В. А. Корнилов, находились и осадные орудия. К середине октября все приготовления к началу штурма Севастополя у союзников были закончены. Начало обстрела было назначено на утро 17 октября.
Командование Севастополя ожидало очередной бомбардировки города неприятелем, но не предполагало, что она будет такой широкомасштабной и губительной. Поздно вечером 16 октября В. А. Корнилов в беседе с одним из офицеров говорил: «Завтра будет жаркий день, англичане употребят все средства, чтобы произвести полный эффект, я опасаюсь за большую потерю от непривычки, впрочем, наши молодцы скоро устроятся; без урока же сделать ничего нельзя, а жаль, многие из нас завтра слягут». За день до этого В. А. Корнилов произнес речь перед защитниками Севастополя. Командующий сказал: «Господа! На нас лежит честь защиты Севастополя, защиты родного нам флота! Будем драться до последнего! Отступать нам некуда, сзади нас море. Всем начальникам частей я запрещаю бить отбой, барабанщики должны забыть этот бой. Если кто из начальников прикажет бить отбой, заколите, братцы, такого начальника, заколите и барабанщика, который осмелится бить позорный отбой! Братцы, если бы я приказал ударить отбой, не слушайте, и тот из вас будет подлец, кто не убьет меня!..»
17 октября 1854 г. в половине седьмого утра французские батареи открыли интенсивный огонь по 4-му бастиону. Сюда же направили свой огонь и англичане. Русские батареи открыли ответный огонь. В. А. Корнилов сейчас же на коне помчался туда. Его свита еле поспевала за командующим. Корнилов, достигнув бастиона, с высоко поднятой головой, стал проходить от орудия к орудию, ободряя солдат и матросов. Отсюда командующий направился на 5-й бастион. Лошадь не желала спускаться по спуску, по которому вели огонь французы, но В. А. Корнилов сумел заставить животное спуститься с возвышения и направился на другой бастион. Пятым бастионом руководил П. С. Нахимов. Сопровождающий В. А. Корнилова офицер записал: «На пятом бастионе мы нашли Павла Степановича Нахимова, который распоряжался на батареях, как на корабле: здесь, как и там, он был в сюртуке с эполетами, отличавшими его от других во время осады. Разговаривая с Павлом Степановичем, Корнилов взошел на банкет у исходящего угла бастиона, и оттуда они долго следили за повреждениями, наносимыми врагам нашей артиллерией. Ядра свистели около, обдавая нас землей и кровью убитых; бомбы лопались вокруг, поражая прислугу орудий». Затем Корнилов двинулся на 6-й бастион. Через некоторое время его видели в городе – и вновь на 4-м бастионе.
Дым от страшного обстрела покрывал бастионы и траншеи так, что не было видно соседа, и артиллеристы стреляли мимо цели. Тотлебен, сопровождавший командующего, вышел вперед и поднялся на бруствер, осыпаемый градом французских ядер. Он заметил неправильность в прицеле русских артиллеристов и приказал: «Не торопитесь, стреляйте реже, но чтобы всякий выстрел был действительным».
В. А. Корнилов, осмотрев бастионы, решил направиться на Малахов курган. Адмирал Истомин, который руководил здесь обороной, не советовал командующему этого делать. Но тот был непреклонным. Около 11 часов утра В. А. Корнилов верхом на лошади стал подниматься на Малахов курган. Моряки, увидев адмирала, закричали «ура», но командующий остановил их, сказав: «Будем кричать «ура» тогда, когда собьем английские батареи».
В это время английские батареи усилили огонь. Бомбы рвались непрерывно, разбивая земляные укрепления. Офицеры советовали командующему покинуть зону обстрела. И в это время случилось непоправимое: несколько ядер перелетело через его голову, а одно ударило в нижнюю часть живота и в верхнюю часть ноги и раздробило ее. «Отстаивайте же Севастополь!» – сказал он подбежавшим. Раны оказались смертельными. В лазарете, перед смертью, адмирал сказал: «Смерть для меня не страшна; я не из тех людей, от которых надо скрывать ее».