Позиции на четвертом и пятом отделениях оборонительной линии совершенствовались несколько медленнее. Только в конце июня приступили к контрминным работам перед Малаховым курганом. Их возглавил штабс-капитан Клуген, который имел в подчинении 9 унтер-офицеров и 60 нижних чинов из первой роты четвертого саперного батальона. Кроме того, на работы выделялось 450 солдат из пехоты. На этих отделениях за полтора месяца было установлено 11 орудий крупного калибра для противодействия осадной артиллерии, возросшей за это время на 80 стволов. Создался опасный перевес союзников в количестве орудий.
Ночные вылазки «охотников» и обстрел позиций противника не остановили строительства параллелей. Траншеи неприятеля были уже в 100 м от второго бастиона и 120 м от Малахова кургана. В целом к концу июля обстановка в Севастополе значительно ухудшилась. На вооружении укреплений находилось в это время 1259 орудий, но из них только 586 орудий могли противодействовать осадной артиллерии, насчитывавшей 638 стволов. При этом союзники имели 205 мортир крупного калибра, а осажденные лишь 69, да и для тех было очень мало снарядов. Гарнизон города насчитывал около 38 тысяч человек, люди длительное время находились на позициях и были физически изнурены. Следовало ожидать в ближайшее время штурма, но отразить его было нелегко. Необходимо было предпринять срочные действия по деблокированию Севастополя. Князь Горчаков, как всегда, колебался и не оставлял мысли сдать город.
Александр I прислал в армию своего представителя генерала барона Вревского, который и настоял на проведении наступательной операции. Этому способствовало прибытие подкреплений в количестве 22 тысячи человек, а также известия, что на подходе к Севастополю находятся дружины Курского ополчения. Для атаки был избран район Черной речки, где на хорошо укрепленных позициях находились 18 тысяч французов, 9 тысяч сардинцев и 10 тысяч турецких войск, имевших 120 орудий, а в ближайших окрестностях располагалось около 20 тысяч солдат осадной армии, которые в случае необходимости могли прийти им на помощь. Наступление начали утром 4 августа двумя отрядами численностью 15 и 16 тысяч человек. Кроме того, в резерве было 19 тысяч пехоты и 8 тысяч кавалерии. Поддерживали атаку 272 полевых орудия. Имея значительный перевес в силах, русские войска могли рассчитывать на успех, но...
При планировании операции не определили главный пункт атаки и его спешно изыскивали уже во время боя. Отряды вступили в сражение не одновременно, как предписывала диспозиция, и это позволило противнику отразить первый натиск. В дальнейшем, после гибели командира одного из отрядов, когда руководить боем пытался князь Горчаков, войска продолжали действовать разрозненно и неорганизованно. Резервы к ним своевременно не подошли, а союзники подтянули свежие силы и приобрели численное превосходство. Ни мужество, ни самоотверженность русских солдат, вызывавшие удивление в стане противника, не смогли заменить надлежащего управления войсками. После нескольких неудачных атак отряды отошли на исходные позиции, потеряв около 8 тысяч человек. Погиб и представитель императора генерал Вревский. Потери союзников были менее двух тысяч человек. Так удручающе закончилось это сражение, которое окрестили "бойней". Об этом сражении участник обороны Севастополя Л. Н. Толстой написал стихи, переложенные в песню: "Как четвертого числа нас нелегкая несла ..."
На следующий день — 5 августа 1855 г. — союзники начали пятую бомбардировку Севастополя. Наиболее сильный огонь был сосредоточен на укреплениях Корабельной стороны и левом фасе четвертого бастиона. К полудню только третий бастион успешно боролся с батареями англичан и продолжали отвечать противнику орудия с первого бастиона и батареи №107 (Парижской).
За первый день бомбардировки защитники крепости потеряли убитыми и ранеными около тысячи человек.
6 августа продолжался интенсивный обстрел укрепленных позиций и города. Артиллерия третьего отделения подавила английские осадные батареи и несколько облегчила положение на Малаховом кургане, который почти безнаказанно разрушали французские орудия. Сильно пострадали от бомбардировки строения в городе. Одна из бомб разорвалась на паперти Михайловского собора, где отпевали погибших накануне офицеров. Пришлось перенести богослужение в одно из помещений на Николаевской батарее. Ночью под обстрелом восстанавливали укрепления и вели огонь по работам противника на подступах. Через день бомбардировка прекратилась. Под ее прикрытием французские войска приблизились своей параллелью ко второму бастиону на 35 саженей. И что было самым печальным — это явное превосходство осадной артиллерии над артиллерией, силами, вооружением русских батарей.
Главнокомандующий князь Горчаков заявил, что намерен оставить город, как только будет сооружен мост через рейд. По его приказанию приступили к возведению трех линий баррикад в городе и минированию береговых батарей. Генерал-адъютант Тотлебен, пытаясь стабилизировать обстановку и укрепить оборонительные позиции, в письменной форме приказал заведующему оборонительными работами на Корабельной стороне инженер-полковнику Геннериху выполнить следующие работы: подготовить к взрыву брустверы Малахова кургана и второго бастиона; подготовить контрмины и взорвать горны при приближении неприятельских траншей к контрэскарпу Малахова кургана на расстояние 50 м; ускорить установку орудий крупного калибра для противодействия осадной артиллерии у вышеуказанных укреплений, имеющих ключевое значение для всей обороны города.
С 9 по 23 августа противник продолжал обстрел русских позиций, хотя и менее интенсивно, чем при бомбардировке. За это время на Корабельной стороне возвели батареи за №123, 124 (Геннериха) и 127. На них установили 27 пушек большого калибра, но за эти же дни осадной артиллерией были подбиты 54 орудия, замены для которых не нашлось. Превосходство союзников в артиллерийском вооружении еще более возросло.
15 августа был завершен мост через рейд и после освящения по нему открыли движение. Но приказа к отступлению не последовало. Нерешительный, колеблющийся главнокомандующий Горчаков 20 августа пишет военному министру: "... Я решил упорно продолжать оборону Южной стороны столько времени, сколько это будет возможно, так как это самый почетный для нас исход."[108] Он полагал за счет находящихся в окрестностях Севастополя войск пополнять потери гарнизона, составлявшие около тысячи человек в сутки.
Шестая бомбардировка Севастополя началась 24 августа. Вначале она велась по всей оборонительной линии, но после полудня весь огонь сосредоточили на Малаховом кургане и втором бастионе. Через два часа артиллерийский огонь перенесли на Городскую сторону, но спустя еще два часа возвратились к обстрелу Корабельной стороны. На Малаховом кургане 110 орудий осадной армии разрушили почти все амбразуры и сбросили в ров большую часть бруствера. На втором бастионе, находившемся под перекрестным обстрелом 90 орудий, из 600 человек гарнизона выбыли из строя 200, а укрепление было приведено к молчанию. Равновесие в артиллерийском сражении удалось сохранить только на первом, третьем и шестом бастионах.