Через два дня отправился на «Бессарабии» через Босфор, Мраморное море и Дарданеллы определить, какие изменения у турок в береговых укреплениях произошли за три-четыре года, присмотреться к турецким кораблям в Средиземноморье. За неделю «Бессарабия» проделала путь от Стамбула в Архипелаг, побывала в Смирне, где отстаивалась турецкая эскадра. Первое впечатление подняло настроение Корнилова. Всюду турецкие корабли выглядели неряшливо, часть парусов была подобрана и подвязана кое-как, мачты и рангоут не блистали новизной. Артиллерийские порты почти всюду были открыты, на некоторых судах у пушек виднелись явные следы ржавчины. На верхних палубах со скучающим видом бродили одинокие фигурки матросов, видимо изнывая от безделья.
Возвращаясь, Корнилов рассчитывал, что переговоры идут к концу и скоро всё станет на свои места. Но оказалось наоборот: узел противоречий только начинал завязываться.
Поведение Меншикова на переговорах уже не вызывало сомнения у Корнилова — дело идёт к войне, и с разрешения князя он убыл на флот. Вскоре переговоры с турками зашли в тупик и кончились разрывом дипломатических отношений.
Корнилов на случай войны сразу по возвращении действует.
В мае организует для разведки постоянное крейсирство между Босфором и Херсонесом. Вооружает эскадры до полного штата. Проверяет в море готовность кораблей. В августе срочно проводит большие манёвры флота по обороне Севастополя от нападения с моря.
Неожиданно поступил приказ царя — перебросить из Севастополя на Кавказ дивизию в 16 тысяч штыков. Задание выполнено успешно, но оборона Крыма оголена. Николай I легкомысленно считает, что неприятель на Севастополь не посмеет напасть. Больше того, царь запретил кораблям первыми вступать в бой с неприятелем. А между тем 17 сентября соединённый англо-французский флот через Дарданеллы вошёл в Мраморное море. В день выхода эскадры Нахимова в море — 11 октября 1853 года — турецкие батареи на берегу Дуная у Исакчи обстреляли отряд судов русской военной флотилии, а 15 октября турецкие войска захватили пост Святого Николая, находившийся на Черноморском побережье Кавказа. 20 октября Россия объявила войну Турции. Развязывая войну, царь не имел ни плана военных действий, ни определённых целей. Он полагал лишь «положить начало разрушению Оттоманской империи. Один Бог определить может, что за этим последует».
Как только стало известно о первых боях, Корнилов немедленно принял меры к обеспечению боеготовности флота. Он предписал командиру Севастопольского порта «взять все меры к изготовлению Севастополя против всякого рада случайностей». В приказе по флоту Корнилов объявил 16 октября: «Считаю обязанностью предупредить флагманов, командиров кораблей и других военных судов, что, несмотря на мирную стоянку на Севастопольском рейде, суда должны быть всякую минуту готовы к выходу в море для поражения неприятеля».
Сторонник активных и решительных действий флота, Корнилов ещё в первых числах октября предлагал Меншикову в случае начала военных действий занять на Анатолийском берегу Синоп и на болгарском Сизополь для превращения их в маневренные базы русского флота, откуда русские корабли могли бы надёжно контролировать морские сообщения противника.
Однако Меншиков, назначенный к этому времени командующим морскими и сухопутными силами в Крыму, тормозил проведение активных действий. Страхуясь от неудачи, он доложил царю, что десант в Босфор невозможен. Он не решался на принятие ответственных мер без согласия Петербурга. План Корнилова был отвергнут. Но начальник штаба настойчиво и упорно продолжал изыскивать пути для активизации действий флота.
Ещё не зная об объявлении войны, в последнюю неделю октября 1853 года, Корнилов поднял свой флаг на «Владимире» и повёл на запад, для разведки, к Дунаю отряд пароходо-фрегатов. Убедившись, что в устье Дуная полным ходом обустраиваются береговые батареи и укрепления, Корнилов двинулся вдоль турецкого побережья на юг, к Босфору.
Накануне от австрийского купца, прибывшего на пароходе из Константинополя, Корнилов узнал, что английская и французская эскадры пока стоят на якорях, неподалёку от бухты Золотой Рог. Турецкий флот расположился ближе к Босфору, в Буюк-Дере.
— Носятся слухи, — сказал австрийский шкипер, — что турки готовят эскадру для Батуми.
Ради таких сведений, собственно, и вышел в море на разведку начальник штаба. Не задерживаясь, отряд снялся с якоря и двинулся вдоль побережья на Юг, к Калиакрии и Босфору. По пути пароходы обстоятельно обследовали порты и укрепления Коверны, Балчика, Варны. Всюду там виднелись лишь купеческие суда и небольшие почтовые пароходы. Детально разведав побережье, Корнилов отправил «Громоносца» в Одессу к Меншикову, «Херсонесу» предписал идти в Севастополь, «Одессу» оставил в море, а сам на «Владимире» пошёл к Босфору. Там среди большой толчеи купеческих судов крейсировала турецкая эскадра из пяти фрегатов, корвета и парохода. «Владимир» в сумерках подошёл к туркам на пушечный выстрел. На турецких кораблях ничего не подозревали, а потом всполошились, заподозрив неладное, двинулись к «Владимиру», но пароход дал полный ход и без труда оторвался от турок.