Князь Меншиков, убедившись после перехода союзников на южную сторону в безопасности своих сообщений с внутренними губерниями, 18 сентября вернулся к Севастополю и расположился на северной его стороне.
Опрос пленных. С картины В. Маковского
Первая рекогносцировка союзниками укреплений южной стороны относится к 15 сентября. Глазам разведчиков представилась картина кипучей деятельности осажденных. Ряд новых укреплений, батарей, траншей, завалов не мог не вызвать удивления. После рекогносцировки было принято мнение английского инженера Бургона, стоявшего за правильную осаду и говорившего, что штурмовать укрепления, не подготовив атаки их огнем тяжелых осадных орудий, легкомысленно. Вслед за решением прибегнуть к правильной осаде союзники изменили свое первоначальное расположение и заняли следующие места: французы — 3-я и 4-я дивизии (г. Форе) — между Стрелецкой бухтой и Сарадинакиной балкой в расстоянии 2,5–3 верст от города и фронтом к бастионам 4, 5, 6-му и 7-му; правее французов стали англичане — на левом фланге 3-я дивизия Ингленда, в центр — 4-я дивизия Каткарта и легкая Броуна; на правом, занимая обрывы Сапун-горы против развалин Инкермана, 2-я дивизия Леси-Эванса; за легкой дивизией стояли парки, первая дивизия герцога Кембриджского и конница.
Остальные две французские дивизии — первая и вторая, под начальством генерала Боске, и турецкая дивизия составили обсервационный корпус, расположенный на обрывах Сапун-горы фронтом к Балаклаве и Федюхиным высотам. На обсервационный корпус возлагалась задача охранять армию со стороны Черной речки. Французы имели промежуточную базу в Камышевой и Казачьей бухтах, а англичане базировались на Балаклаву. Численность союзников к 19 сентября достигла 67 тысяч человек (41 тысяча французов, 20 тысяч англичан и 6 тысяч турок). Постепенно подходившие подкрепления усиливали также и русскую полевую армию и гарнизон Севастополя, достигший к концу сентября 30 тысяч человек.
Энергия полковника Тотлебена и усердие гарнизона привели к тому, что в период с 14 сентября по 4 октября вновь были построены 20 батарей, вдвое увеличено вооружение, составлявшее теперь 341 орудие, и впереди некоторых бастионов и Малахова кургана были заложены фугасы и построены засеки. В этот период времени наши батареи обстреливали неприятеля, а гарнизоном производились вылазки с целью беспокоить устраивавшегося на позициях врага.
Наконец, закончив свои предварительные работы, в пасмурную и ветреную ночь с 27 на 28 сентября, французы заложили 1 параллель на Рудольфовой горе в 400 сажен от 5-го бастиона; англичане, построив двумя ночами раньше две батареи для обстреливания Малахова кургана и батарей Ландкастеровскими орудиями, в ночь с 28-го на 29-е заложили первую параллель на Воронцовой высоте и горе Зеленой в 700 сажен от бастиона № 3. К 4 октября 53 французских и 73 английских орудия готовы были открыть огонь из батарей по осажденным. Штурм был предположен 5-го после подготовки его огнем артиллерии.
Канонада началась с 6–7 часов 5 октября и спустя час уже оборонительные казармы 5-го и 6-го бастионов и Малахова кургана оказались сильно поврежденными; стоявшие за парапетом орудия 5-го бастиона и на башне приведены к молчанию. Но и французам был причинен изрядный вред; так, береговая батарея № 10 сбила 3 неприятельских орудия, на неприятельской № 4 батарее был нами взорван пороховой погреб, на 1-й — зарядный ящик.
Около 11 часов бомбардировка на французском фронте стихла. На нашем левом крыле особенно пострадал 3-й бастион, где выбыли из строя последовательно 6 командиров и дважды была сменена прислуга у орудий, третья часть которых была сбита. В 15 часов на 3-м бастионе взорвался погреб, обратив укрепление в груду камней; в 4-м взорвался ящик на Малаховом кургане.
Вред, нам нанесенный, не был бы особенно велик, если бы не смерть доблестного генерал-адъютанта Корнилова. Показываясь беспрерывно в опаснейших местах и не сдаваясь на убеждения беречь себя, он возражал: «Что скажут обо мне солдаты, если сегодня меня не увидят». Проехав к Малахову кургану, встреченный восторженными криками матросов 44-го флотского экипажа, Корнилов спокойно отдавал распоряжения, наблюдая за врагом. Исполнив, казалось, все, он сошел с Малаховой башни, подошел к Кремальерной батарее, чтобы сесть на лошадь и поехать в Ушакову балку, где стояли резервы. В это время ядро ранило его в ногу у живота. «Отстаивайте же Севастополь», — сказал он окружающим и потерял сознание. Очнувшись в госпитале, он говорил свидетелям своей кончины: «Скажите всем, как приятно умирать, когда совесть спокойна, — и спустя немного: — Благослови, Господи, Россию и Государя, спаси Севастополь и флот». И уже в агонии услышав голоса о том, что англичане будто бы принуждены к молчанию, вскричал «ура» и, более в себя не приходя, скончался.