20 марта 1855 г. вице-адмирал Нахимов вступил в должность командира порта и военного губернатора Севастополя. А несколькими днями ранее, возвращаясь с Камчатского люнета, погиб его боевой товарищ контр-адмирал Истомин. В течение пяти месяцев Истомин возглавлял оборону на четвертом отделении и все это время жил в сохранившемся первом ярусе башни Корниловского бастиона. Бесстрашный, неутомимый и заботливый адмирал своим личным примером укреплял в гарнизоне боевой дух уверенности в победе над врагом. После смерти В. А. Корнилова это была самая крупная утрата для защитников города.
Тем временем союзные армии наращивали свои силы. Ежедневно прибывали новые войска, осадные мортиры и пушки крупных калибров, боеприпасы и снаряжение. Огромный поток тяжелых грузов перевозили от Балаклавской гавани до позиций у Севастополя по конно-железной дороге, торжественно открытой англичанами 16 марта. Спешно строились новые батареи и возводились палаточные городки.
Видя активную подготовку к штурму со стороны союзников, защитники города, кроме установки орудий для контрбатарейной стрельбы, усилили строительство блиндированных помещений. На Южной стороне их насчитывалось более 140, и в них могло укрыться до 6 тысяч человек. Однако это не решало проблемы, так как в гарнизоне к этому времени насчитывалось до 37 тысяч пехотинцев и около 10 тысяч артиллеристов, в том числе 9 тысяч человек от флотских экипажей. Они обслуживали установленные на оборонительной линии 998 орудий различных калибров.
26 марта в русских войсках состоялось торжественное богослужение в честь первого дня Пасхи, а на следующее утро началась вторая бомбардировка Севастополя. Только по укреплениям стреляли 444 осадных орудия, в том числе 130 мортир. Им отвечали из 466 пушек и мортир, но последних насчитывалось всего 57 стволов. За один залп осадная артиллерия союзников выбрасывала до 12 тонн чугуна, а русские орудия могли послать только 9,5 тонн. Союзники добились перевеса в калибрах артиллерии и, что особенно важно, создали запас снарядов до 600 штук на одно орудие, — это в четыре раза превышало количество боеприпасов у осажденных.
Навесной огонь из мортир пробивал перекрытия блиндажей и пороховых погребов, а разрывные снаряды быстро разрушали земляные амбразуры, брустверы и траверсы. Несмотря на некоторый количественный перевес, русская артиллерия не могла подавить батарей противника, так как, экономя снаряды, отвечала на два выстрела одним.
Все это привело к тому, что в конце дня пятый бастион и смежные с ним батареи были вынуждены замолчать. В оборонительной стене образовалась брешь длиной в 6 м. Большие разрушения имелись на четвертом бастионе, а Селенгинский, Волынский редуты и Камчатский люнет превратились в груду развалин. За первый день бомбардировки было подбито 15 орудий, 13 станков, повреждены 23 платформы и завалены 122 амбразуры. Потери защитников города составили более 500 человек. Осадная артиллерия выпустила по русским укреплениям около 34 тысяч снарядов, получив в ответ только 12 тысяч, что и привело к столь печальным последствиям.
Ночью, несмотря на продолжавшийся навесной огонь из мортир и обстрел из штуцеров, повсеместно работали рабочие команды, и к утру боеспособность укреплений была полностью восстановлена. Однако и на второй день бомбардировки разрешили из каждого орудия произвести по осадной артиллерии только 30 выстрелов. В результате к сумеркам снова замолчал пятый бастион, на четвертом действовали только два орудия, были полностью разрушены восстановленные Селенгинский и Волынский редуты. Потери и расход снарядов были примерно такие же, как за прошедший день.
После наступления темноты восстановительные работы возобновились. Воспользовавшись ситуацией, французские войска атаковали ложементы перед пятым бастионом и редутом Шварца, но были отброшены назад. 30 марта оборонительная линия отвечала осадной артиллерии из всех орудий, молчали лишь Селенгинский и Волынский редуты (их не смогли восстановить за ночь). И если бы союзники проявили решительность и предприняли штурм укреплений на Киленбалочном плато, они могли захватить контр-апроши, после чего оборона Камчатского люнета и Малахова кургана была бы крайне затруднена. Но этого не произошло, и осажденные получили время, чтобы восстановить передовые редуты.
В последующие дни бомбардировки наблюдалась такая же картина, что и в начале. Днем разрушались, а ночью восстанавливались укрепления. Французские войска предпринимали попытки приблизить подступы к четвертому и пятому бастионам, а, кроме того, прицельно вели огонь по мосту через Южную бухту. Его несколько раз восстанавливали, пока П. С. Нахимов, получивший 27 марта звание адмирала, не приказал перенести мост дальше от линии обороны, в район нового Адмиралтейства.
Ценой значительных потерь французам все же удалось захватить ложементы перед пятым бастионом и редутом Шварца. Не достигнув своих целей по всей линии обороны, осадные армии сосредоточили огонь артиллерии на Камчатском люнете и четвертом бастионе. Сюда командование гарнизона отдавало последние снаряды из запасов. И защитники крепости выстояли.
7 апреля 1855 г. союзники прекратили бомбардировку, продолжавшуюся десять суток. В этот день наконец прибыл долгожданный транспорт с порохом, из-за которого чуть было не пала крепость. За время второй бомбардировки Севастополя осадная артиллерия выпустила по укреплениям 160 тысяч снарядов, а в ответ получила 88 тысяч выстрелов. Русские войска потеряли около шести тысяч человек, а союзные армии две тысячи. Все лазареты и госпитали были заполнены ранеными. Круглосуточно работал главный перевязочный пункт в Доме флагманов, где оперировал раненых хирург Н. И. Пирогов. На Корабельной стороне перевязочный пункт находился в Александровских казармах, но после усиления артиллерийского обстрела его перевели в более безопасное место — в провиантские магазины на берегу Корабельной бухты. В Николаевской батарее был развернут временный госпиталь на 600 человек, а на Северной стороне в бараках расположился военно-сухопутный госпиталь. Морское ведомство перевело свой госпиталь из разрушенных бомбардировками зданий в казематы Михайловской батареи. Раненые испытывали лишения из-за нехватки врачей и отсутствия свободных мест в госпиталях. Много делали для них добровольные сестры милосердия. В отличие от многих высоких чинов и разных "сиятельств", вице-адмирал Нахимов, "с отличавшими его теплотою души и любовью к ближнему, был для всех раненых и страждущих настоящим отцом"[100].
Упорные сражения продолжались и под землей. В течение марта 1855 г. русские минеры произвели три взрыва перед четвертым бастионом, приостановив на несколько дней работы французов в минных галереях. Слуховые рукава в галереях удлинили до 70 м, а для лучшей их вентиляции проложили соединительные ветви. Завершив окружные галереи перед батареями на флангах четвертого бастиона и выдвинув от них слуховые рукава на 20 м, саперы прекратили дальнейшие работы, установив там постоянное наблюдение.
Еще в декабре 1854 г., опасаясь, что противник использует для минирования четвертого бастиона более заглубленные слои грунта, саперы начали проходку двух пробных колодцев. После шестиметрового слоя скалы вошли в полутораметровый слой глины, который мог быть использован французскими минерами, и для пресечения их действий решили проложить окружную галерею. Для этого заложили еще шесть колодцев и в апреле 1855 г. приступили к сооружению галереи и рукавов. Во время второй бомбардировки в ров четвертого бастиона падало много снарядов, колодцы завалились, снаряды повреждали блиндажи, возведенные над ними. Убирать наружу землю от выработок стало невозможно, ее складировали в нишах и соединительных ветвях, а выносили мешки по ночам, при ослаблении обстрела.