Военную консультацию осуществляла группа консультантов под руководством выдающегося военного деятеля адмирала флота Советского Союза профессора И. С. Исакова. Консультанты уточнили дислокацию неприятельского флота, позицию русских кораблей, принимавших участие в обороне Севастополя, направление и характер артиллерийского огня, расположение земляных и других укреплений воюющих сторон на тех участках, которые не удалось восстановить на полотне Рубо.
Кандидат военных наук А. Н. Кузьмин на основе архивных документов составил подробный развернутый план всех фортификационных сооружений Малахова кургана на 6 июня 1855 года - день сражения, изображенного в панораме. Большую помощь художникам оказали также кандидат исторических наук Б. И. Зверев и начальник музея Черноморского флота П. П. Болгари.
Работа над панорамой - труд всегда коллективный. И Яковлев сумел сплотить художников совершенно разных по характеру и стилю, воодушевить их на выполнение поистине грандиозной задачи - воссоздание панорамы.
Прежде всего художники приступили к изучению панорамной живописи - копировали этюды и спасенные фрагменты панорамы Рубо. Одновременно создавался картон - полный и точный композиционный рисунок панорамы, а также велись экспериментальные работы по созданию нового предметного плана, так как старый погиб полностью.
Картон был выполнен художниками В. И. Гранди, А. П. Мерзляковым, Е. И. Лобановым под руководством П. М. Шухмина на 12 листах в одну пятую натуральной величины.
Рисунок панорамы восстанавливался по спасенным фрагментам старого полотна, фотографиям и старым буклетам. Очень ценными оказались английские фотографии, сделанные на другой день после взятия союзниками Южной стороны Севастополя. По ним художники уточняли картину разрушенного города.
Одновременно в Москве велись работы по воссозданию предметного плана.
В панораме Рубо предметный план был сделан из земли. В местах соединения с картиной ее посыпали сухими красками, которые, естественно, не могли сохраняться долгое время. Земляная пыль, оседавшая на живописном полотне, портила впечатление от картины. Кроме того, такой предметный план невозможно было чистить.
Советские художники Б. Н. Беляев, Н. И. Фирсов и Б. Н. Котов в результате долгих творческих поисков создали особую огнеупорную мастику, в состав которой вошли лигнин, столярный клей, гипс или алебастр, рыбий (осетровый) клей и пенька.
Предметный план возводился на подстолье (деревянная рама), обтянутом холстом, на который в качестве грунта накладывалась мастика. Покрытая теми же красками, что и картина, она сливалась с живописью, и этим удалось достигнуть полной иллюзии незаметного перехода от натурного плана к живописи.
В процессе работы рождалось много новых технических приемов, композиционных решений, которые обогатили предметный план. Например, советские художники ввели жанровые сцены «Кок в землянке», «Денщик у бочки с водой».
На основе анализа живописного холста панорамы Рубо, сделанного в Третьяковской галерее, был составлен рецепт грунта и красок для новой панорамы.
Наконец все подготовительные работы были закончены. Можно было ехать в Севастополь и приступать ко второму этапу работы - к написанию нового живописного полотна и созданию огромного, площадью почти в 1000 квадратных метров, предметного плана.
В Севастополе в это время по проекту архитектора В. П. Петропавловского восстанавливалось разрушенное фашистами здание панорамы. Строителям во главе с прорабом В. В. Граббе предстояло реконструировать 1600 квадратных метров фасада и заделать до трех тысяч крупных и мелких пробоин, восстановить металлический каркас крыши, провести все столярные, малярные и прочие строительные работы.
В новом здании были устранены недостатки старого: построен цокольный этаж для служебных помещений, утеплена крыша, оборудовано электроосвещение, установлены приборы для кондиционирования воздуха, что позволяет теперь поддерживать определенный температурный режим, необходимый для лучшей сохранности полотна.
Первыми в Севастополь выехали художники Н. Г. Котов, В. И. Гранди и Н. И. Плеханов. Они руководили оборудованием здания для навески полотна и установления предметного плана.
В начале 1954 года был сшит и навешен холст, к грунтовке его приступили 30 марта. О масштабах работ можно судить хотя бы по тому, что на грунтовку израсходовано более 200 килограммов осетрового клея, 400 килограммов цинковых белил, ПО килограммов олифы, свыше 1000 куриных яиц и многое другое.