Призыв великой княгини побудил многих женщин, не исключая и представительниц высших слоев общества, отправиться в Севастополь, а сама Елена Павловна посвятила все свое время закупке на собственные деньги медикаментов и отправке их в Крым.
Всю тяжесть труда сестер милосердия невозможно переоценить: они работали по 20 часов в сутки, невзирая на ужасные условия передовой, постоянные артобстрелы, холеру и тиф. Присущая сестрам чистоплотность и аккуратность, а также благотворное нравственное влияние позволяли им выхаживать раненых, которые, без сомнения, были бы просто обречены без заботы «сестричек» — так ласково называли сестер милосердия солдаты. Пример этих женщин вдохновил российскую общественность: огромное количество людей выразили желание оказать посильную материальную помощь, а многие россиянки пожелали вступить в ряды сестер милосердия.
До самого окончания военных действий сестры милосердия работали в госпиталях Севастополя и многих других городов Крымского полуострова. Первой операционной сестрой стала личная помощница хирурга Н. И. Пирогова — Е. М. Бакунина. Она была представительницей аристократии, имела дворянское происхождение, приходилась родной дочерью губернатору Санкт-Петербурга и внучатой племянницей великому русскому полководцу М. И. Кутузову. Оставив высший свет, Е. М. Бакунина поспешила в Севастополь и стала незаменимой ассистенткой при сложнейших операциях, проводимых Н. И. Пироговым. В 1856 г. великая княгиня оценила ее заслуги по достоинству и назначила Е. М. Бакунину главной сестрой-настоятельницей Крестовоздвиженской общины сестер милосердия.
В Свято-Троицкую общину принимались в соответствии с ее уставом физически здоровые и нравственно безупречные вдовы и девицы от 20 до 40 лет всех без исключения сословий и вероисповедания, но с 1855 г. доступ был открыт только для православных.
Крымская война не стала последней военной кампанией для этой самоотверженной женщины. В 1877–1878 гг. Е. М. Бакунина отправилась с отрядом Общества Красного Креста на Кавказский фронт. Даже в своем собственном имении она организовала бесплатную больницу для простых крестьян округи. Кроме этого, она была назначена попечительницей земских больниц Тверской губернии, в связи с чем по праву считается основательницей сельской медицины. Имя Екатерины Бакуниной в 1954 г. увековечено в названии одной из улиц города-героя Севастополя. «Много было в ту войну патриоток, жертвовавших своим имуществом, но не много было пожертвовавших самими собой. Тут нужно было не только сострадание, но и самоотверженность, великодушие, твердость характера и помощь Божья. Ни разные лишения военного времени, ни ненастная погода, ни зной лета, ни гром орудий и осколки, ни ежедневные смерти, ни холерные и тифозные испарения — ничто не могло их удержать от добросовестного исполнения святого своего долга» — так писали о сестрах милосердия в журнале «Русская старина».
Одним из ярчайших примеров героизма и самоотверженности в Крымской войне стала Даша Севастопольская. Ее настоящее имя — Дарья Михайлова. Она вошла в историю как первая в России сестра милосердия, начавшая помогать раненым еще за два месяца до приезда группы сестер милосердия из Санкт-Петербурга, с 8 сентября 1854 г. Во время осады Севастополя вместе с регулярной армией в боях участвовали ополченцы — обычные жители города. В их числе оказалась молодая женщина, дочь погибшего в Синопской битве матроса Лаврентия Михайлова. Оставшись сиротой, Дарья Михайлова продала свой дом, а на вырученные от продажи средства купила лошадь, повозку, бочонок спирта, бинты и прочие медикаменты, а затем отправилась вслед за отрядом матросов на Альму, к месту будущего крупного сражения. Во время битвы раненые с удивлением и радостью принимали помощь одетой в матросский бушлат Дарьи, называя ее «Ангел от Престола Господня». Не имея в отличие от санкт-петербургских сестер милосердия специальной подготовки, Михайлова промывала и бинтовала раны, подносила раненым чарку с нехитрым «народным» обезболивающим.