Условия обороны становились все более тяжелыми. Осажденные испытывали большие трудности со снабжением. Все необходимое очень медленно привозилось в город на телегах, в то время как союзникам грузы доставлялись на пароходах гораздо быстрее. Особенно ощутимой была нехватка пороха и боеприпасов. Севастопольцы в большинстве случаев не могли в равной степени отвечать на артобстрел противника и несли потери, которых можно было бы избежать.
Настоящей трагедией при огромном количестве раненых был недостаток врачей, коек, медикаментов, белья, перевязочных средств, хирургических инструментов. Из-за этого многих пациентов не удавалось спасти. К середине ноября госпитали и лазареты в Севастополе, Бахчисарае и Симферополе переполняли свыше 21 тыс. человек раненых и больных. Из-за нехватки помещений их отправляли в Мелитополь, Бердянск, Феодосию, Николаев, Херсон. Но транспортировка пациентов на четырехколесных безрессорных фургонах по российским дорогам приводила к высокой смертности.
Севастопольцы беспрестанно хоронили погибших. На Северной стороне были устроены два «скида», которые наполнялись каждую ночь. В один свозились трупы, которые с молитвой опускались в братскую могилу, в другой – отдельные части тел, которые просто зарывали в землю.
В городе не хватало питьевой воды, так как многие колодцы оказались в руках противника. Солдаты и матросы питались только гнилыми сухарями и кашицей с мясом истощенного от бескормицы скота. Трехдневный запас сухарей обычно толкли в порошок, завязывали в тряпицу и укладывали в ранец. Но и это скудное довольствие выдавалось нерегулярно. Одна из французских газет, не разобравшись, сообщала об исключительном патриотизме русского солдата, который всегда носит с собой мешочек с землей своей родины…
Так жили не только севастопольцы, но и все солдаты Крымской армии. Редкие случаи дезертирства почти всегда были бегством от голода. В кавалерийских частях лошади по 3 дня не видели ни сена, ни овса. В одном татарском ауле под Симферополем лошади съели все соломенные и камышовые крыши. Были случаи, когда кони объедали друг другу хвосты и гривы. В зимние месяцы осажденные страдали без теплой одежды. У них в лучшем случае был один полушубок на двоих. Население России присылало для служивых не только крестики и образки, но и деньги, полушубки, рубашки, сапоги, башмаки. Однако из-за бездорожья вещи приходили с большим опозданием и уже испорченными. Полушубки, например, которые ждали к зиме, прибыли в Бахчисарай для отправки в Севастополь только летом. Поскольку надобность в них отпала, то их свалили в покоях ханского дворца, где они сгнили.
Терпя лишения, севастопольцы продолжали сражаться. Весь мир был поражен исключительной стойкостью и массовым героизмом защитников города. Солдаты и матросы не хотели покидать поле боя после ранения или контузии. Только с октября 1854-го по март 1855-го с перевязочных пунктов в строй вернулись свыше 10 тыс. раненых. Даже враги называли гарнизон города «стальным».
Имена героев Севастополя знала вся страна. Отряд добровольцев во главе с лейтенантом Н.А. Бирилевым почти каждую ночь совершал вылазки и не знал поражений. Однажды в бою матрос Игнатий Шевченко закрыл своего командира грудью от вражеских пуль. Этот подвиг стал примером для других севастопольцев. Газеты писали, что «каждый рядовой в городе – это Игнатий Шевченко, каждый офицер – лейтенант Бирилев». Раненый унтер-офицер Зинченко в ожесточенной схватке спас и полковое знамя, и жизнь своего командира. Солдат Поленов, прижатый противником к обрыву, после упорного сопротивления бросился вниз, чтобы не попасть в плен. Матрос Михаил Мартынюк ринулся в пороховой погреб, потушил начавшийся пожар и спас бастион от разрушения. Легендой Севастополя стал матрос Петр Кошка, который на вылазках творил чудеса: незамеченным подбирался к вражеским траншеям, снимал часовых, добывал «языков», заклепывал орудия, захватывал ценные трофеи. Во время вылазок особо отличились также Василий Чумаченко, Федор Заика, Афанасий Елисеев, Аксений Рыбаков, Иван Димченко.
Однако повседневный ратный труд осажденных не исчерпывался боевыми действиями. Под градом неприятельских пуль и снарядов, по колено в грязи и воде они почти целый год не только безостановочно восстанавливали, но и расширяли севастопольские укрепления. Огромную самоотверженность проявляли врачи, фельдшеры и сестры милосердия. Они сутками находились на работе и ночевали возле своих пациентов. В город прибыл знаменитый хирург Н.И. Пирогов и провел множество сложнейших операций. Большой любовью защитников города пользовалась медсестра Даша, прозванная Севастопольской.