Австрия, обязанная Николаю I подавлением Венгерского восстания 1848 года, в ответ на переход русскими войсками Дуная увеличила свой обсервационный корпус на границе с Сербией, Молдавией и Валахией с 25 тыс. до 80 тыс. человек. 9 апреля 1854 года она подписала с Англией и Францией протокол, “...который очищение русскими княжеств ставил как ОДНО ИЗ НЕПРЕМЕННЫХ УСЛОВИЙ КАКОГО БЫ ТО НИ БЫЛО СОГЛАШЕНИЯ С РОССИЕЙ”. А вскоре этот протокол подписал и король Пруссии Фридрих-Вильгельм IV. Развитием антироссийской дружбы Австрии и Пруссии стало заключение военной конвенции, согласно буквы которой Пруссия обязывалась выставить 100-тысячное войско на русской границе в случае, когда Австрии придется столкнуться с русскими войсками во время оккупации дунайских княжеств. Именно это обстоятельство вынудило фельдмаршала И. Ф. Паскевича крайне осторожно воевать с турками на Дунае.
Паскевич по повелению императора Николая I оставил занятые Тульчу, Исакчу Галац, Измаил и Мачин в мае 1854 года и вернул русские войска обратно за Дунай. Молдавия и Валахия были оккупированы Австрией, вслед за этим начало гаснуть освободительное движение в Северной Греции, Болгарии и Сербии.
Черноморский флот деятельно готовился к предстоящей войне: у входа в Босфор и вдоль анатолийского побережья Турции было организовано усиленное крейсерство; части севастопольского гарнизона интенсивно тренировались в отражении атак с моря; флот пополнился новыми линейными кораблями — 84-пушечным “Императрица Мария” и 120-пушечным “Великий Князь Константин”; две практические (т. е. оперативные) эскадры интенсивно отрабатывали задачи боевой подготовки в море. 16 июня Нахимов провел показное учение с боевой стрельбой. Фрегат “Флора” и линейный корабль “Селафаил” атаковали корабль “Гавриил”. Этот опыт был повторен 29 июня в масштабном учебном бою двух эскадр под руководством Главнокомандующего, князя А. Меньшикова. 12 августа начальник штаба флота Корнилов провел тактическое учение береговой обороны Севастополя по отражению атаки эскадры кораблей противника. И атакующие и обороняющиеся показали хорошую подготовку. Организационные вопросы решал Корнилов, а душой подготовки корабельных соединений оставался Нахимов.
1—7 сентября 1854 года союзный флот (89 боевых кораблей и 300 транспортов) высадил у Евпатории 62 тыс. человек десанта при 134 орудиях.
5 октября 1854 года англо-франко-турецкий флот в мертвый штиль (парусные линейные корабли шли на буксирах пароходов) подошел к Севастополю с целью “оказать огневую поддержку сухопутным войскам”, которые с 7 часов неистово штурмовали город. С полудня 16 линейных кораблей и 11 пароходов открыли ураганный огонь по батарее №10 и Александровской. Против 96 русских пушек несколько часов работали 800 корабельных орудий союзников. Выпустив 50 тыс. снарядов, неприятель так и не подавил береговую оборону Севастополя.
В первые дни Севастопольской обороны 1854—1855 годов, исполняя предписание Главнокомандующего русскими войсками в Крыму Меньшикова, Нахимов 11 (23) сентября 1854 года затопил 5 наиболее старых линейных кораблей и 2 фрегата у входа в Севастопольскую бухту, чем усилил оборону Севастополя с моря, а экипажи направил на сухопутный фронт (всего же флот передал на берег 2000 орудий и 22 тыс. человек). К началу 1855 года союзники сосредоточили под Севастополем 100-тысячную осадную армию и 500 орудий крупного калибра. Черноморцы же смогли противопоставить лишь активную оборону с бесчисленными вылазками “охотников”, разведывательные и набеговые операции малочисленных пароходо-фрегатов, отчаянную храбрость защитников и мужество осажденных горожан.
14 января 1855 года против России выступило Сардинское королевство, направив в Крым 15-тысячный корпус, все более угрожающими становились позиции Швеции и Пруссии.
Фактически Нахимов возглавлял героический гарнизон с самого начала, руководя строительством укреплений, организацией обороны крепости, в критические моменты и на самых опасных участках личным примером воодушевляя защитников Севастополя.
В марте-апреле 1855 года — вторая бомбардировка Севастополя. За 10 суток на город упало 170 тыс. снарядов, погибло около 6 тысяч человек. В мае противник десантом в 16 тыс. солдат занял Керчь и предпринял очередную попытку штурма Севастополя. Нахимов чудом вырвался из окруженного Камчатского люнета, а союзники, потеряв 6200 человек, не добились успеха. Наполеон III приказал взять Севастополь 6 июня — в день, когда его дядя Наполеон Бонапарт был разбит у бельгийской деревушки Ватерлоо. К четвертой бомбардировке и главному штурму союзники сосредоточили 173-тысячную армию, 587 осадных орудий, им противостояли 76 тыс. русских бойцов и 549 орудий. После 20-часовой непрерывной бомбардировки, с трех часов ночи 6 июня противник предпринял 5 (!) общих атак и... к 7 часам утра остановился, имея потери 7 тыс. бойцов и 10 генералов, русские — 5,5 тыс. человек. При контратаке у батареи Жерве в роте Севского полка из 138 человек в живых осталось 33 человека!