В 1854 году Айвазовский пишет огромную картину «Осада (бомбардирование) Севастополя» и дарит её севастопольскому музею. Написана она под непосредственным впечатлением от посещения художником осаждённого города.
На этой картине с документальной точностью изображена панорама Севастополя от Северной стороны до Херсонесского маяка и открытое море. Ясно видны наиболее крупные дома, береговые батареи, Корабельная слободка.
…За городом, на холмах идёт бой. Горизонт закрыт клубами дыма. Английская эскадра стоит у Херсонесского маяка. На переднем плане, на Северной стороне, — группа пленных французов под конвоем казаков. Город освещён лучами заходящего солнца. Светлое небо — в лёгких облаках. Стремясь усилить впечатление грозной битвы, художник изображает её в тихий, ясный летний вечер.
На многих картинах Айвазовского можно видеть боевые парусные корабли. Но плавать на них ему не довелось. Когда в 1854 году он прибыл в осаждённый Севастополь, то увидел над водой только верхушки мачт многих кораблей Черноморского флота, преградивших своими корпусами вход в Севастопольскую бухту вражескому флоту. Этот вид он запечатлел в картине «Осада Севастополя».
Севастопольской обороне посвящены также картины «Адмирал Нахимов на бастионе Малахова кургана, где был поражён неприятельской пулей» и «Место, где был смертельно ранен адмирал Корнилов» (находится в Феодосийской галерее). На второй изображена широкая панорама Севастополя, открывающаяся с Малахова кургана. На первом плане виден своеобразный памятник — крест, выложенный из ядер на месте смертельного ранения В. А. Корнилова. У памятника — два ветерана обороны Севастополя. Они пришли поклониться священному для них месту. Далеко за морем заходит солнце. Последние лучи его золотят отдельные дома города, уже покрытого вечерней дымкой.
После посещения осаждённого Севастополя Айвазовский написал ряд картин, которые неоднократно экспонировались на различных выставках. Сбор с них поступал на различные благотворительные цели.
Пять картин были выставлены в Симферополе в пользу раненых воинов и их семейств; в Севастополе — в зале Благородного собрания; в Петергофе — на даче И. А. Лазарева и в Петербурге в доме Министерства внутренних дел — в пользу «Женского комитета для воспомоществования недостаточным семействам воинов, назначенных для защиты столицы и прибалтийских берегов».
Вот что пишет в своём письме о выставке в Севастополе один из моряков-воинов мичман Иванов:
«Сегодня второй день, как Айвазовский открыл выставку своих картин: двух видов Синопской битвы, двух видов битв «Первас-Бахри» с «Владимиром» и пятый — вход «Владимира» с «Первас-Бахри» на буксире под парами в Севастополь. Перед этими картинами постоянно куча народа, в особенности из офицерства. Первая картина представляет начало (Синопского) сражения днём. Некоторые суда неприятельские только начали гореть, другие выброшены и, наконец, один фрегат взорван. «Картина чрезвычайно верно сделана», — это сказал Нахимов — герой Синопа.
Вторая представляет пожар в городе и судов на рейде ночью. Эта картина так поражает, что трудно оторваться от неё. Флот наш стоит на том же месте, где только сражались. И пароход только что собирается выводить некоторые корабли сквозь линии.
Эту картину можно упрекнуть только в том, что в ней уж слишком много эффекта. Отблеск зарева пожара по борту кораблей и ранготу — неподражаемо хорош!.. три картины (изображающие бой с «Первас-Бахри») полагаю в 1,5 аршина, а первые (Синопский бой) — огромного размера. Сам Айвазовский постоянно там и, вслушиваясь в толки, исправляет свои ошибки».
Айвазовский внимательно относился к замечаниям моряков. Журнал «Москвитянин» писал по этому поводу: «Свои картины, посвящённые подвигу Бутакова, и «Синопский бой» Айвазовский возил в Севастополь для представления на суд. морякам, участвовавшим в делах, которые он выбрал предметом для этих картин».
Тесно связаны с севастопольской эпопеей картины «Буря под Евпаторией» и «Буря под Балаклавой».
2 ноября 1855 года под Балаклавой разразилась сильная буря. Корабли английского флота не могли зайти в тесную балаклавскую бухту, стояли у берега под крутыми, почти отвесно спускающимися скалами. Налетевший шторм сорвал их с якорей и разбил о скалы. Так погиб английский флот, стоявший у Балаклавы, а вместе с ним и корабль «Чёрный принц», легенда о котором жива до наших дней.