Заехав на Четвертый бастион, Нахимов вместе с Колтовским приехал на Корниловский бастион Малахова кургана Нахимов обратился к матросам и солдатам бастиона: «Здорово, наши молодцы! Ну, друзья, я смотрел вашу батарею, она теперь далеко не та, какой была прежде, она теперь хорошо укреплена! Ну, так неприятель не должен и думать, что здесь можно каким бы то ни было способом вторично прорваться. Смотрите же, друзья, докажите французу, что вы такие же молодцы, какими я вас знаю, а за новые работы и за то, что вы хорошо деретесь, — спасибо!»
Капитан 1-го ранга Керн и Колтовский предложили адмиралу зайти в бастионную церковь, где шла служба по случаю дня апостолов Петра и Павла Нахимов отказался, хотя то были его именины.
Дойдя до банкета, адмирал поднялся наверх и, взяв у сигнальщика подзорную трубу, стал смотреть в сторону французов. Керн и Колтовский стали уговаривать Нахимова нагнуться пониже или зайти замешки. Но Нахимов не отвечал и продолжал смотреть в сторону противника, а затем сказал: «Не всякая пуля в лоб-с!» Стоя совершенно открыто и резко выделяясь от свиты черным цветом своего сюртука и золотыми эполетами, он стал целью для французских стрелков. Одна пуля ударила в земляной мешок, лежавший перед адмиралом. Он и тут остался на месте, спокойно промолвив: «Они целят довольно хорошо!» Почти одновременно с этим вторая пуля ударила его в лоб, над левым глазом. Нахимов упал на руки сопровождавших его и тотчас же был отнесен на перевязочный пункт Малахова кургана. Когда ему спрыснули лоб и грудь водой, он очнулся, что-то проговорил, но что именно — разобрать было трудно. Перевязав рану, Нахимова перенесли на солдатских носилках в Аполлонову балку, а отсюда повезли в шлюпке на Северную сторону. Всю дорогу он глядел и что-то шептал, а в госпитальном бараке потерял сознание. На следующий день раненому стало немного лучше. Нахимов шевелился, рукой дотрагивался до повязки на голове. Ему в этом препятствовали. «Эх, Боже мой, что за вздор!» — прошептал он. Это были единственные слова, разобранные окружающими.
Присутствовавший в момент смерти Нахимова современник вспоминал: «Войдя в комнату, где лежал адмирал, я нашел у него докторов, тех же, что оставил ночью, и прусского лейб-медика, приехавшего посмотреть на действие своего лекарства Усов и барон Крюднер снимали портрет; больной дышал и по временам открывал глаза; но около 11 часов дыхание сделалось вдруг сильнее; в комнате воцарилось молчание. Доктора подошли к кровати. “Вот наступает смерть”, — громко и внятно сказал Соколов-Последние минуты Павла Степановича оканчивались! Больной потянулся первый раз и дыхание сделалось реже… После нескольких вздохов он снова вытянулся и медленно вздохнул… Умирающий сделал еще конвульсивное движение, еще вздохнул три раза, и никто из присутствующих не заметил его последнего вздоха Но прошло несколько тяжких мгновений, все взялись за часы, и, когда Соколов громко проговорил: “Скончался”, — было 11 часов 7 минут… Герой Наварина, Синопа и Севастополя, этот рыцарь без страха и укоризны окончил свое славное поприще».
Покойного перевезли на Городскую сторону и внесли в дом, где он прожил столько лет. Над его гробом были опущены два адмиральских флага и один с флагманского корабля «Императрица Мария», на котором Нахимов находился во время Синопского сражения.
Еще при начале обороны Севастополя Нахимов и Корнилов просили похоронить их в склепе, где покоился прах М.П. Лазарева. В этом склепе было место для двух могил. В первой из них похоронили Корнилова, а во второй — Истомина. Однако моряки нашли возможность исполнить и волю Нахимова
Проститься с адмиралом пришел весь Севастополь. 1 июля гроб с телом Нахимова был вынесен из дома и под колокольный звон, барабанную дробь и орудийный салют внесен в собор Св. Владимира, где были уже похоронены адмиралы М.П. Лазарев, В.А. Корнилов и В.И. Истомин. В этот день противник не сделал ни одного выстрела. Рассказывали, что его некоторые корабли приспустили флаги и скрестили реи.
Вот как описывал похороны Нахимова крымский историк В.П. Дюличев: «От дома до самой церкви стояли в два ряда защитники Севастополя, взяв ружья в караул. Огромная толпа сопровождала прах героя. Никто не боялся ни вражеской картечи, ни артиллерийского обстрела. Да и не стреляли ни французы, ни англичане. Лазутчики безусловно доложили им, в чем дело. В те времена умели ценить отвагу и благородное рвение, хотя бы и со стороны противника
Грянула военная музыка полный поход, грянули прощальные салюты пушек, корабли приспустили флаги до середины мачт.
И вдруг кто-то заметил: флаги ползут и на кораблях противников! А другой, выхватив подзорную трубу из рук замешкавшегося матроса, увидел: офицеры-англичане, сбившись в кучу на палубе, сняли фуражки, склонили головы…»
Начальник севастопольского гарнизона почтил память павшего адмирала приказом: