На Балканах турки форсировали Дунай, но их атаки против русских войск были отбиты с большими потерями. На Кавказском фронте в ноябре 1853 года турецкие войска были разгромлены при Ахалцыхе и Башкадыкларе. 30 ноября Черноморский флот во главе с вице-адмиралом П.С. Нахимовым атаковал турецкую эскадру в Синопской бухте. В ходе этого знаменитого сражения турки потеряли почти все суда (7 фрегатов, 3 корвета, один малый пароход и 4 транспортных судна) и около 3 тыс. человек (3/4 личного состава эскадры). Потери русских были сравнительно небольшими: 38 человек убитыми и 235 ранеными. Все корабли благополучно вернулись в Севастополь.
Поражения турок ускорили вступление Англии и Франции в войну под предлогом защиты Османской империи. 4 января 1854 года эскадра союзников вошла в Черное море. 21 февраля Россия разорвала дипломатические отношения с Англией и Францией. 27 и 28 марта эти страны объявили России войну. В этом же месяце русские войска перешли через Дунай, заняли крепости Исакча, Мачин, Тулча, а в мае осадили Силистрию. В апреле флот союзников бомбардировал Одессу, в мае вошел в Балтийское море, приблизился к Кронштадту, но атаковать его не решился. В августе был высажен десант на Аландских островах и захвачена крепость Бомарзунд. Однако в других местах десантные операции не удались, и в сентябре 1854-го англо-французская эскадра покинула российские территориальные воды.
Столь же неудачно завершились экспедиции союзников в Белом и Баренцевом морях. Они безуспешно пытались захватить Соловецкие острова и прорваться к Архангельску, неудачно атаковали Петропавловский порт на Камчатке. А на Кавказе терпели поражение турки. В августе 1854 года русские войска нанесли им поражение при Кюрюк-Даре и взяли крепость Баязет.
В июне—июле того же года англо-французские войска высадились у болгарского города Варны. Австрия заняла враждебную позицию, создав угрозу тылам русской армии. Россия была вынуждена вывести войска из Дунайских княжеств. Союзники по согласованию с Турцией ввели туда австрийскую армию. Для России война утратила наступательный характер и превратилась в оборонительную.
В августе союзники решили предпринять экспедицию в Крым и захватить Севастополь. 14—18 сентября их флот (89 кораблей и 300 транспортных судов) высадил у Евпатории экспедиционные войска общей численностью 62 250 человек при 134 орудиях. Французская армия насчитывала 28 250 человек (4 пехотные дивизии, инженерный корпус, 2 эскадрона кавалерии, 68 орудий), английская – 27 тыс. человек (4 пехотные дивизии, легкая стрелковая дивизия, кавалерийская бригада, 54 орудия). В состав французских войск входила также турецкая дивизия (7 тыс. штыков и 12 орудий).
«Интервенты» рассчитывали на сравнительно легкую кампанию – в Крым за бранной славой отправился цвет английской аристократии, даже французы были поражены количеством багажа, который прихватили их союзники. Обоз командира одной из дивизий герцога Кембриджского состоял из 17 повозок. Командир кавалерийской бригады лорд Кардиган обедал и отдыхал на собственной яхте. Многие офицеры привезли с собой лошадей для охоты.
19 сентября союзники двинулись к Севастополю. Главнокомандующий русскими войсками А.С. Меншиков сосредоточил на реке Альме почти все находившиеся в Крыму русские войска (33 600 человек) и попытался остановить противника, но потерпел поражение и отступил. Бросив Севастополь на произвол судьбы, он отвел армию к Бахчисараю. Севастополь имел достаточно надежную защиту с моря: 13 береговых батарей насчитывали 611 орудий, мощной артиллерией обладала и стоящая на рейде русская эскадра.
Но с суши город был почти беззащитен. Северная сторона прикрывалась только фортом с 50 орудиями, на слабо укрепленной 7-километровой полосе обороны Южной стороны имелось лишь 134 орудия. Меншиков оставил в городе незначительный гарнизон – 8 батальонов пехоты и небольшое количество матросов. Казалось, падение Севастополя неизбежно. Однако союзники совершили ошибку, которая имела для них тяжелые последствия. Они не решились атаковать город с Северной стороны без содействия флота (удобные бухты были только на юге от города) и подступили через Инкерман к Южной стороне. Противник занял Балаклаву, Стрелецкую и Камышовую бухты, чтобы обеспечить себе морские базы для снабжения войск. 25 сентября началась Севастопольская оборона, продолжавшаяся 349 дней.
Несмотря на грубейший просчет союзников, сил для сопротивления у севастопольцев явно не хватало. Однако они не помышляли о капитуляции. Во главе обороны встал начальник штаба Черноморского флота вице-адмирал В.А. Корнилов, один из самых образованных и деятельных русских моряков. Его гибель на Малаховом кургане от вражеского ядра 17 октября 1854 года была тяжелой утратой для защитников города. «Отстаивайте же Севастополь!» – успел сказать он перед смертью. Преемником Корнилова стал командующий черноморской эскадрой вице-адмирал П.С. Нахимов. Он пользовался огромным авторитетом и всеобщей любовью. На самых опасных участках командующий неизменно появлялся в хорошо заметных золотых эполетах, демонстрируя полное презрение к опасности. Матросы и солдаты называли себя «нахимовскими львами». 10 июля 1855 года Нахимов был смертельно ранен пулей в голову на том же самом Малаховом кургане, обороной которого командовал его ближайший помощник, герой Синопского сражения контр-адмирал В.И. Истомин, погибший раньше Нахимова – 19 марта 1855 года он был сражен вражеским ядром. Он тоже, будучи раненным и контуженным, не покидал своего поста и продолжал руководить отражением атак противника.