Обстановка на Черноморском театре осложнилась еще весной 1853 г., когда крупные силы англо-французского флота прибыли к Дарданеллам и стали готовиться к вторжению в Черное море. В целях предотвращения внезапного нападения неприятельского флота на корабли и Черноморское побережье России по инициативе вице-адмирала В.А. Корнилова были установлены систематическое крейсерство у Анатолийского побережья Турции и постоянное наблюдение за Босфором, а Черноморский флот приведен в повышенную боевую готовность. Находясь в назначенном районе крейсерства (Анатолийское побережье Турции, район Амасра — Керемпе) вице-адмирал П.С. Нахимов вел разведку и наблюдение за передвижением не только турецких судов, но и судов нейтральных стран. По личной инициативе он задерживал купеческие суда и путем опроса их команды собирал информацию о противнике. Одновременно разведывательная информация поступала к нему от вице-адмирала В.А. Корнилова, который в октябре с отрядом пароходофрегатов провел успешную разведку у западного побережья Черного моря и Босфора. В.А. Корнилову удалось добыть ценную информацию о сосредоточении в Босфоре турецкой эскадры, готовившейся к переходу к берегам Кавказа.
Получив от В.А. Корнилова разведданные о турецкой эскадре и сопоставив их со сведениями, полученными от команд купеческих судов нейтральных стран и захваченного турецкого парохода «Меджари-Теджорет», П.С. Нахимов установил, что турецкая эскадра с десантом, направлявшаяся в Батум, находится в Синопе. В этой связи он оставляет район крейсерства и следует к Синопской бухте, подойдя к которой 8 ноября, он обнаруживает на рейде турецкую эскадру, стоявшую на якоре под защитой береговых батарей. Эскадра состояла из 16 кораблей, два из которых были паровые. Имея в своем распоряжении всего три линейных корабля, П.С. Нахимов принял решение вначале ограничиться блокадой Синопа с моря, а после прибытия подкрепления из Севастополя — атаковать неприятельский флот в базе, если турки не решатся выйти в морс.
16 ноября из Севастополя прибыло подкрепление в составе трех линейных кораблей и двух фрегатов под командованием контр-адмирала Ф.М. Новосильского. Теперь в эскадре П.С. Нахимова стало шесть линейных кораблей и два фрегата с общим артиллерийским вооружением в 720 орудий, из них 76 орудий были бомбическими пушками. Атака турецкого флота на Синопском рейде была предпринята П.С. Нахимовым в полдень 18 ноября. И когда бой был уже в полном разгаре и подожженные огнем русской бомбической артиллерии турецкие корабли один за другим стали выбрасываться на берег, к Синопу подошел вице-адмирал B. А. Корнилов с отрядом в составе трех пароходофрегатов.
Синопское сражение закончилось небывалой победой Черноморского флота: турки потеряли 15 из 16 кораблей и около 3000 убитыми и ранеными. В плен были взяты командующий турецкой эскадрой вице-адмирал Осман-паша, три командира корабля и около 200 матросов. Черноморская эскадра не потеряла ни одного корабля. Правда, многие корабли получили значительные повреждения, главным образом в рангоуте и снастях.
Победа в Синопском сражении в значительной степени была обеспечена системой боевого крейсерства Черноморского флота у берегов Турции перед Крымской войной и в начальный се период, позволившей командованию своевременно обнаружить турецкий флот в Синопе и быстро сосредоточить в нужном месте и вовремя превосходящие силы флота для уничтожения неприятеля.
Синопское сражение явилось последним крупным сражением парусного флота и высшим достижением его военно-морского искусства на последнем этапе развития парусных кораблей. В сражении наряду с парусными кораблями участвовали и первые паровые суда. И хотя они не оказали существенного влияния на ход сражения, но все же показали свое бесспорное преимущество перед парусными кораблями. В этом сражении впервые в широких масштабах была применена бомбическая артиллерия, сыгравшая решающую роль в уничтожении турецких деревянных кораблей, что подтолкнуло флоты мира к скорейшему переходу к постройке военных кораблей с железным корпусом
План русской кампании на Балканах при взаимодействии армии и флота делился на пять этапов: переправа через Дунай и осада крепости Силистрия; утверждение в северной части Болгарии; осада и взятие Варны; переход через Балканы; движение к Адрианополю и Константинополю; овладение частью Анатолии по Босфору и Дарданеллам. Предусматривалась и возможность высадки десанта на Босфоре.
Русский император, вступая в войну против Турции, полагал, что обстоятельства складываются для него благоприятно. Руководители российских миссий в европейских странах отправляли в Петербург не вполне адекватную информацию, из которой явствовало, что до военных столкновений с Англией и Францией дело не дойдет, а в Австрии правительство все еще хранит признательность Николаю 1 за помощь в разгроме венгерской революции 1849 г.