Севастополь. Контр.-адмірал В. Істомін, віце-адмірали В. Корнілов, П. Нахімов і військовий інженер Е. Тотлебен організували оборону місцевими силами, переважно особовим складом Чорноморського флоту. Оборона Севастополя тривала 349 днів. Кожна спроба російських військ у Криму полегшити долю севастопольців зазнавала невдачі: у листопаді 1854 вони програли битву на Інкерманських висотах, у лютому 1855 був відбитий їхній наступ на Євпаторію, яку захищав турецький корпус, у серпні цього ж року зазнали поразки в битві на Чорній річці.
Щоб перервати сухопутні (по Арабатській Стрілці) і морські (по Азовському морю) комунікації Криму з материковою частиною країни, союзницька ескадра в травні 1855 захопила Керч і зруйнувала Бердянськ, а також вчинила спробу висадити десант біля Генічеська, однак останнього виконати не змогла. На поч. 1855 до коаліції приєдналося Сардинське королівство, яке послало в Крим експедиційний корпус.
Союзники мали під Севастополем на початку облоги 18 мортир, а до серпня 1855 збільшили їхню кількість до 260, з яких майже безперервно вели навісний вогонь по місту. Після того, як союзникам удалося захопити 8 вересня (27 серпня) 1855 Малахов курган, що височів над Севастополем, захисники міста відступили, а залишки Чорноморського флоту затопили.
Військові дії фактично припинилися наприкінці 1855. Правлячі кола Росії розуміли, що війна програна. 25 (13) лютого 1856 в Парижі (Франція) розпочався конгрес представників Росії, Франції, Великої Британії, Австрії, Туреччини і Сардинського королівства з метою опрацювання умов миру. 30 (18) березня був підписаний Паризький мирний договір 1856. Росії і Туреччині заборонялося тримати на Чорному морі військово-морські бази та військові флоти. Південна Бессарабія з гирлом Дунаю переходила від Росії до Молдовського князівства, Волощина, Молдова і Сербія переходили під колективний протекторат великих держав, але залишалися в номінальній залежності від турецького султана. Росія зобов'язувалася не будувати укріплень на Аландських о-вах у Балтійському морі та відмовлялася від претензій на «захист» православного населення Османської імперії.
У боях у Криму й безпосередньо в обороні Севастополя брали участь сформовані в Україні бойові частини, зокрема Волинський, Житомирський, Кременчуцький, Одеський, Подільський, Полтавський і Чернігівський полки. Під час війни своїми подвигами прославилося багато солдатів і матросів — українців, зокрема А. Гіденко, Д. Горленко, І. Даниленко, І. Демченко, Ф. Заїка, П. Кошка.
Разом з тим у період війни саме на українські губернії припав основний тягар постачання російської армії паливом і продовольством. Селяни прикордонних губерній змушені були нести цілодобові караули на кордоні.
Особливо велику роль у забезпеченні російської армії боєприпасами відігравали Шосткинський казенний пороховий завод та Луганський ливар-
