Практически одновременно союзники подготовили экспедицию в восточную часть Крыма. Он был чрезвычайно слабо прикрыт войсками — на всем пространстве от Феодосии до Керчи находилось 189 офицеров, 8503 строевых и 158 нестроевых нижних чинов, из них для обороны Керчи было выделено 47 офицеров и 2584 строевых и 48 нестроевых нижних чинов. К северу войск практически не было — за побережьем наблюдали пикеты четырех донских казачьих полков. Французская эскадра в составе 24 паровых судов, в том числе 3 линейных кораблей, 7 фрегатов и 7 корветов, и английская в составе 6 линейных кораблей и 27 паровых судов разного класса взяли на борт французскую дивизию — 7 тыс. чел. с 18 орудиями, английскую бригаду — 3 тыс. чел. с 6 орудиями и около 5 тыс. турок. 12 (24) мая они высадили десант под Керчью.
Поначалу эскадра расположилась дугой перед городом и публика по непонятной причине вышла на набережную посмотреть на необычное зрелище. Две паровые французские лодки обстреляли людей разрывными снарядами. Началась паника. Немногочисленный русский гарнизон не мог рассчитывать на успешное сопротивление и покинул город, предварительно уничтожив склады продовольствия и фуража. Из 12 тыс. жителей вслед за войсками ушло 10 тыс. На отступавших гражданских нападали татары, которые устроили резню женщин и детей. 13 (25) мая союзники вошли в Керчь и подвергли ее грабежу и насилиям. Особенно зверствовали турки, устроившие при покровительстве англо-французов резню оставшемуся русскому населению. «Наши моряки — гласила английская версия событий, — едва ли думали, что им можно было ожидать столь важного успеха без всякой потери; союзники же наши желали более трудной победы и старались вознаградить себя за такую необычайность, грабежом и истреблением. Им усердно помогало в этом деле, с одной стороны, само население, которое, не имея привязанности к русским, уничтожало с радостью всё, что им принадлежало. С другой стороны, турки, которые превосходили в жестокости и тех, и других, часто совершали убийства единственно из жажды крови».
Солдаты разгромили местный музей, были разбиты античные статуи и вазы, на мраморных основаниях оставлены граффити штыками. Грабили союзники и тяжелораненых и больных солдат, которых невозможно было эвакуировать. Их оставили с медицинским персоналом, запасом продовольствия и медикаментов, а также письмом к союзному командованию, которое не возымело никакого действия. Грабежу были подвергнуты даже кладбища — разрывались могилы, выбрасывались тела покойников, над мертвыми глумились. Английское командование не вмешивалось, турецкое — обвиняло в изуверствах своих союзников-англичан, французы занялись раскопками античных памятников для музеев Парижа.
Войдя в Азовское море, 15 (27) мая союзные эскадры сожгли абсолютно беззащитный Бердянск, уничтожив склады с 40 тысячами четвертей пшеницы и все суда, включая рыбацкие лодки. 16 (28) мая та же судьба постигла Геническ. 22 мая (3 июня) союзники обстреляли Таганрог, но абсолютное большинство его жителей накануне атаки покинуло город. Попытка высадить десант была отражена гарнизоном, не имевшим орудий. Воспользовавшись этим, англо-французы несколько часов расстреливали с моря склады, церкви, частные дома и госпитали, после чего удалились. Противник всё же потерял один пароход, который сел на мель и был сожжен. 24 мая (5 июня) практически та же история повторилась у Мариуполя.
Вторжение противника в море, которое до этого использовалось в качестве внутренней коммуникационной линии русской армии, нанесло серьезный удар по снабжению русских войск в Крыму. В Керчи были уничтожены значительные склады муки и зерна — примерно 2-месячный запас продовольствия для 100-тысячной армии. Англо-французы захватили около 12 тыс. тонн угля. После экспедиции в Азовское море союзники отвели свои основные силы назад, оставив в Керчи шесть тысяч турок, один английский и один французский полк, а также несколько легких судов, которые боролись с русской торговлей и рыболовством. Под влиянием этих успехов противника было принято решение вывести гарнизоны из Новороссийска и Анапы. Крепости были оставлены 17 (29) мая и 28 мая (9 июня). В Анапу немедленно был введен 8-тысячный турецкий гарнизон.
Активность неприятеля вызывала весьма обоснованные опасения у молодого императора, требовавшего от Горчакова любой ценой удержать Крым. Ради этого он разрешал даже передвинуть Южную армию ген. А. Н. Лидерса к Перекопу и даже за него. Александр II считал, что «лучше рисковать временно жертвовать Бессарабией, чем потерять Крымский полуостров — обратное овладение которым будет слишком затруднительно или даже невозможно». 5 (17) июня 1855 г. союзники вновь начали бомбардировку Севастополя, надеясь взять его на следующий день, 6 (18) июня, в 40-летнюю годовщину битвы под Ватерлоо. Дата штурма была назначена лично Наполеоном III.