Наспех возведенные батареи страдали рядом недостатков и, прежде всего, одним общим — почти полной открытостью со стороны моря. Только батарея № 2 имела довольно прочный и надежный бруствер. Весьма важная батарея № 3, защищавшая подступы к городу и гавани, была настолько открыта, что у орудийного расчета, как вспоминал один из участников боя, «закрывались только одни пятки».
Размещение батарей было таково, что вход в гавань защищало 19 орудий (батареи №№ 1, 2 и 4), перешеек сигнального полуострова — 5 орудий (батарея № 3) и северные подступы к городу — 15 орудий (батареи №№ 6 и 7). Помимо шести батарей, обороняющиеся располагали еще одним орудием на маяке и одним полевым 3-фунтовым орудием.
Боезапаса было крайне мало, на береговых батареях — по 37 выстрелов на пушку, на «Авроре» — 60 и на «Двине» — 30.
Генерал-майор В.С. Завойко
44-пушечный фрегат «Аврора»
Транспорт «Двина»
Для отражения возможного десанта защитники города были сведены в несколько стрелковых отрядов. Общие силы защитников Петропавловска насчитывали всего 931 человек. Из них 378 находились на батареях и при полевой пушке, 190 входили в стрелковые отряды, 349 — оставались на кораблях и 14 были в штабе Завойко.
17 августа 1854 г. к берегам Камчатки подошла соединенная англо-французская эскадра (английские: 52-пуш. фрегат «Президент», 44-пуш. фрегат «Пайк», 6-пуш. пароход «Вираго», французские: 60-пуш. фрегат «Форт», 32-пуш. корвет «Эвридика», 18-пуш. бриг «Облигадо»). Общее число орудий на эскадре — 212, ее личный состав насчитывал свыше 2600 человек. Английскими кораблями командовал контр-адмирал Д. Прайс (флаг на «Президенте»), французскими — контр-адмирал Ф. де Пуант (флаг на фрегате «Форт»), Общее командование соединенной эскадрой осуществлял английский адмирал, французский был младшим флагманом. Союзная эскадра, на которой находился крупный десантный отряд, обладавшая более сильным артиллерийским вооружением, имела явное превосходство в силах.
Отражение нападения англо-французской эскадры на Петропавловск 18–24 августа 1854 г.18 августа англо-французская эскадра, войдя в Авачинскую губу, направилась к гавани Петропавловска-на-Камчатке. С дистанции 7–8 каб. она обстреляла порт и береговые батареи, с целью выяснить расположение и силы укреплений. После короткой перестрелки с батареями противник ушел в Тарьинскую бухту у противоположного берега Авачинской губы. Атака с ходу не удалась, русские не подняли белых флагов, на что рассчитывали союзники.
На следующий день, 19 августа пароход «Вираго», взяв на буксир два фрегата, повел их к Петропавловску. Подойдя к Сигнальной горе и став на шпринг, они начали бомбардировку порта. Русские батареи молчали, так как противник находился вне досягаемости. Но и бомбы англичан и французов не причинили порту никакого вреда. Вскоре корабли противника отошли в Тарьинскую бухту. Причиной этого неожиданного маневра послужило самоубийство английского контр-адмирала Д. Прайса, который застрелился на своем флагманском корабле «Президент». Командование эскадрой перешло к французскому контр-адмиралу Ф. де Пуанту, но адмиральский флаг на «Президенте» продолжал развеваться до ухода эскадры от Камчатки.
20 августа англо-французская эскадра вышла из Тарьинской бухты с целью уничтожить русские корабли в Петропавловской бухте, подавить артиллерийским огнем береговые батареи и, высадив десант, занять город. Приблизившись к Петропавловской бухте, корабли противника стали на шпринг юго-западнее Сигнального мыса вне досягаемости огня русских кораблей и батареи № 3. В 9 часов английские и французские корабли открыли огонь по батареям №№ 1, 2 и 4. Восьмидесяти орудиям противника могли отвечать только 8 орудий батарей №№ 1 и 4, с батареи № 2 ядра долетали до неприятельских кораблей.
Около 11 часов батарея № 1, засыпанная снарядами противника, по приказу Завойко, прекратила огонь ввиду больших потерь в людях. Орудия на батарее были заклепаны, личный состав отошел к батарее № 4, куда в это время с фрегатов противника был направлен десант 600 человек на 15 гребных судах. Батарея № 4 успешно вела огонь по неприятельским кораблям, но с подходом десанта ее личный состав заклепал орудия и отошел на север к отряду, который располагался между второй и четвертой батареями, чтобы преградить противнику путь к городу. Англо-французские войска заняли батарею № 4, но удержаться на ней не смогли: артиллерийский огонь с фрегата «Аврора» и транспорта «Двина» вынудил их возвратиться на свои корабли.
Попытка противника высадить десант под прикрытием корвета «Эвридика» и брига «Облигадо» южнее батареи №№ 3 была также отбита огнем ее орудий.