Потерпев поражение на реке Альма 8 сентября 1854 года, русские войска под командованием адмирала A.C. Меншикова начали отход сначала к Севастополю, а затем к Бахчисараю. Гарнизон Севастополя числом около семи тысяч человек, объявленный 13 сентября на осадном положении, оказался под ударом сильной группировки англофранцузских войск численностью в шестьдесят семь тысяч человек, находящейся под командованием английского генерала Раглана и французского генерала Канробера. Союзники быстро заняли Балаклаву и Камышевую бухту, превратив их в основную базу английского и французского флотов и пункт снабжения войск.

Тяжелое положение Севастополя усугублялось отсутствием подготовленной обороны города с суши, поскольку здесь имелись лишь старые и вновь строившиеся укрепления на Южной стороне со ста сорока пятью орудиями. Со стороны моря его прикрывали тринадцать сильных береговых батарей, имеющих шестьсот одиннадцать орудий. На севастопольском рейде находились основные силы Черноморского флота – шестнадцать парусных линейных кораблей, шесть паровых и четыре парусных фрегата и другие корабли. Экипажи кораблей составляли двадцать четыре с половиной тысячи человек.

Противник превосходил русский флот по боевым кораблям более чем в три раза, а по паровым – в девять раз. Всего имелось тридцать четыре линейных корабля и пятьдесят пять фрегатов, в том числе четыре паровых линейных корабля и пятьдесят паровых фрегатов. Воспользовавшись тем, что англо-французское командование не решилось атаковать Севастополь с ходу, начальник штаба Черноморского флота вице-адмирал В.А. Корнилов и командующий эскадрой адмирал Ф.С. Нахимов, возглавившие оборону города, приняли срочные меры по ее усилению. 11 сентября у входа в Северную бухту были затоплены пять старых линейных кораблей и два фрегата, с боевых черноморских кораблей на сушу была снята часть орудий, а из их экипажей было сформировано двадцать два батальона морской пехоты.

За первые три недели Севастопольской обороны под руководством инженер-подполковника Э.И. Тотлебена было построено двадцать больших укреплений, а численность артиллерии только на Южной стороне Севастополя доведена до трехсот сорока одного орудия против ста сорока четырех у противника. В результате в короткий срок была создана глубоко эшелонированная оборона, позволившая эффективно использовать силы и средства, в том числе морскую и береговую артиллерию.

Основу обороны составляли мощные бастионы. Под Севастополем были также созданы три полосы (линии) обороны и передовая позиция, отрыты окопы и траншеи, впервые в России применены укрепленные блиндажи. Сочетание огня с системой траншей положило начало позиционным методам ведения войны.

С выходом к Южной стороне Севастополя англофранцузское командование рассчитывало взять его штурмом после мощной бомбардировки с суши и моря. К этому времени противник имел под Севастополем шестьдесят семь тысяч человек, тогда как гарнизон Севастополя насчитывал тридцать шесть тысяч шестьсот солдат и матросов. Однако севастопольцы опередили противника, открыв утром 5 октября, как раз в назначенный день первой бомбардировки союзников, мощный артиллерийский огонь по его батареям. При этом было достигнуто тесное огневое взаимодействие корабельной и крепостной артиллерии.

Русские моряки в этой артиллерийской дуэли впервые в истории применили на пароходофрегатах искусственный крен, позволивший увеличить угол возвышения орудий, отчего дистанция стрельбы увеличилась с восемнадцати до двадцати пяти кабельтовых. Новым в использовании корабельной артиллерии явилась также стрельба по невидимым береговым целям, когда корректировка огня велась корабельными постами, размещенными на высотах. В результате решительных и умелых действий оборонявшихся почти все батареи противника были подавлены.

Но в этот же день был смертельно ранен командующий обороной Корнилов, и руководство Севастопольской обороной принял адмирал Нахимов. Во второй половине этого дня начали бомбардировку Севастополя пятьдесят кораблей противника, которые в течение пяти часов обстреливали город из тысячи трехсот сорока орудий. Однако после того как ряд англо-французских кораблей получил серьезные повреждения от огня русской артиллерии, вражеский флот отошел от Севастополя и больше не участвовал в бомбардировках города.

24 октября русские войска атаковали позиции английских войск со стороны Инкермана. Битва за Севастополь приняла затяжной характер. В последующем союзники провели еще пять бомбардировок Севастополя, и в них противник использовал тяжелую полевую артиллерию, численность которой непрерывно возрастала. Отражая атаки противника, севастопольцы успешно вели контрбатарейную и минную подземную борьбу, предпринимали ночные вылазки небольшими отрядами. Однако соотношение сил постепенно менялось в пользу союзных войск.