Главнокомандующий решил затопить 5 старых кораблей на фарватере: они временно преградят вход на рейд и, вместе с тем, свободные команды усилят войска.
Грустно уничтожать свой труд: много было употреблено нами усилий, чтобы держать корабли, обречённые жертве, в завидном свету порядке, но надобно покориться необходимости.
Москва горела, а Русь от этого не погибла, напротив, стала сильней, Бог милостив! Конечно, Он и теперь готовит верному ему народу русскому такую же участь.
Итак, помолимся Господу и не допустим врага сильного покорить себя. Он целый год набирал союзников и теперь окружил царство русское со всех сторон. Зависть коварна. Но царь шлёт уже свежую армию, и если мы не дрогнем, то скоро дерзость будет наказана и враг будет в тисках».
Вслушиваясь в слова приказа, на кораблях изумлённо вытягивали шеи, переглядывались без утайки матросы, слегка покашливая, удивляясь, крутили усы офицеры. Никто и никогда из прежних начальников не объяснялся с ними так просто и доходчиво, не обращался как к единому целому, не умаляя чести стоявших на правом фланге офицеров, не принижал человеческого достоинства нижних чинов.
С этого момента Корнилов на деле становится во главе защитников Севастополя, стержнем его обороны. Только напрасно ждал он от царя «свежую армию». Более того, Меншиков, не известив никого, покинул Севастополь с войсками.
Покидая Севастополь, князь назначил Корнилова начальником обороны Северной стороны, где ожидали нападение неприятеля.
Корнилов принял начальство над войсками, отдал приказ об организации обороны, назначил своим начальником штаба Истомина. «С Северной стороны, — объявил он, — ретирады нет; все, кто туда попал, ляжет навеки». Сразу он перевёл морские команды на берег в связи с малочисленностью сухопутных войск. Приказами Корнилова были переформированы созданные ранее резервные батальоны, переведены с кораблей на берег десантные батальоны, созданы морские батальоны.
Спустя сутки на берегу было уже 17 флотских батальонов; общая численность их составляла 12 тысяч. Корнилов призвал на защиту города и гражданское население. «По первому призыву его о высылке рабочих людей для постройки укреплений Северной стороны, — писал современник, — весь Севастополь ожил и стал на ноги».
Вскоре союзники изменили свои планы и отказались от атаки Северной стороны.
13 сентября неприятельская армия двинулась из долины Бельбека к хутору Мекензи. Теперь опасность угрожала не Северной, а Южной стороне, где был расположен сам город. Корнилов, не теряя ни минуты, приказал перевезти с рассветом на пароходах в город одиннадцать флотских батальонов… Святая ревность гражданина говорила и ему, что его долг не оставаться на Северной стороне.
13 сентября в Севастополе объявили осадное положение, а на следующий день Корнилову было вверено фактическое руководство всем гарнизоном. Генерал-лейтенант Моллер самоустранился от руководства и специальным приказом обязал «всех начальников войск исполнять все приказания вице-адмирала Корнилова».
Основой деятельности Корнилова в Севастополе стала забота о высоком духе защитников. Появляясь на самых различных участках оборонительной линии, он обращался с проникновенными словами к защитникам:
«Здесь на этом флоте мы возмужали и состарились, здесь приобрели мы первые уроки и опытность и здесь должны лечь костьми, защищая его до последней капли крови! Отступать нам некуда: позади нас море, впереди — неприятель. Помни же — не верь отступлению. Пусть музыканты забудут играть ре тираду; тот изменник, кто попробует ретираду, и, если я сам прикажу отступать — коли и меня». Корнилов возглавил работу по подготовке города к длительной и тяжёлой борьбе, распределил силы гарнизона, разработал диспозицию по обороне Южной стороны. Оборонительную линию разделил на три дистанции, командовать которыми поручил генерал-майору Аслановичу, вице-адмиралу Новосильскому и контр-адмиралу Истомину. На бастионы и батареи назначили начальниками флотских офицеров.
Корнилов на белом коне, в мундире, ежедневно объезжал все участки оборонительной линии, следил за работами, указывал на недостатки, обращал внимание на главное.
18 сентября на Северной стороне Севастополя показалась, наконец, армия Меншикова. По требованию Корнилова в состав севастопольского гарнизона были включены три пехотных полка и две лёгкие артиллерийские батареи. За три недели с 15 сентября по 5 октября было выстроено более двадцати батарей, и артиллерийское вооружение укреплений возросло до 340 орудий. Неприятель все эти дни готовился к штурму, надеясь на успех.