Ложементы, в отличие от завалов, строились по заранее намеченному плану. Первую линию ложементов, предназначенную для размещения стрелков, заложили в 100 м перед редутом в ночь с 20 на 21 ноября. Солдаты передвигались и работали почти бесшумно, зачернив белые армейские ремни. Инженеры на месте возведения ложементов натянули шнур в 90 см над поверхностью грунта и по нему установили два ряда бочонков. Сверху сделали бойницы из мешков с грунтом. Когда углубились с внутренней стороны ложемента на 45 см, наткнулись на скалу, и грунт для наружной обсыпки бочонков стали подносить с ближайшей местности. К утру работы были почти закончены. Ложемент длиной около 20 м имел бруствер толщиной почти 1,5 м и внутреннее углубление шириной более 3 м.

Французы в течение ночи так и не заметили сооружения вблизи своих позиций ложемента. А днем засевшие в ложементе 20 стрелков открыли меткий огонь по солдатам противника, возводившим траншею, и заставили их укрыться. Артиллерия неприятеля пыталась разбить ложемент, но стрельба по малой и хорошо приспособленной к местности цели оказалась безрезультатной. В последующие ночи построили еще шесть ложементов. Их наружные крутости спланировали для рикошетирования ядер и снарядов, а внутренние выемки оформили в виде гласиса. В случае захвата противником укреплений русская артиллерия могла вести прицельный огонь, не дать противнику закрепиться в ложементах и быстро перестроить их для своих войск.

В трех ложементах первой линии расположилось по 30 стрелков в каждом, а во второй линии находился резерв из 200 солдат на случай отражения штурма. Дальнейшее продвижение вперед параллелей французов на этом участке оборонительной линии прекратилось. Но такие работы начались у Карантинной бухты, откуда противник мог вести перекрестный огонь по четвертому, пятому и шестому бастионам. Для противодействия в этом районе возвели 19 ложементов и установили дополнительно артиллерию на ближайших укреплениях. В конце ноября построили ложементы и перед четвертым бастионом, создав таким образом сплошную цепь из ложементов на Городской стороне. А в тылу основных укреплений первого и второго отделений оборонительной линии для большей надежности заложили Язоновский, Чесменский и Ростиславский редуты, получившие названия кораблей, экипажи которых их возводили.

Английская осадная армия также создавала новые и удлиняла существовавшие параллели. Англичане получили возможность вести прицельный огонь по русскому кораблю, стоявшему у вершины Южной бухты. Пришлось корабль отвести в безопасное место, а на Пересыпи построить новые батареи. Перед английскими позициями русские солдаты также возвели завалы и ложементы.

Широкое распространение получили в это время ночные вылазки «охотников», в основном небольшими группами, а иногда и большими отрядами. Так, 21 ноября с четвертого бастиона была предпринята вылазка против французской третьей параллели. Группа из 250 солдат и 60 матросов, которую возглавили три офицера, ворвалась в траншею и выбила из нее французов, но при подходе подкреплений отошла назад. В ночь с 29 на 30 ноября отряд из 515 «охотников» захватил третью параллель; вывели из строя 4 больших мортиры, взяли в плен 8 человек и разрушили часть укреплений, после чего отошли на бастион, забрав с собой 3 малых мортиры, штуцера и различное имущество. Иногда за ночь предпринималось несколько вылазок. Следует отметить, что французы лучше англичан охраняли и защищали свои траншеи и даже пытались занимать и разрушать русские ложементы.

Плохие погодные условия, болезни, ночные вылазки русских солдат ослабили осадный корпус, и артиллерийский огонь по оборонительной линии ослабел. Однако против четвертого бастиона и Язоновского редута он продолжался с прежней силой, а штуцерный обстрел на этом участке даже усилился. Но и в этих условиях осажденные не позволяли противнику создать перевес в артиллерийских средствах и совершенствовали свою оборону. Между городским оврагом и Южной бухтой были установлены 36 орудий крупного калибра для противодействия осадной артиллерии. Четвертый бастион превратился в сомкнутое укрепление; был закончен Язоновский редут. Построили блиндажи для укрытия 3000 солдат. Кроме усиления бруствера и углубления рва, выполнили работы по устройству ходов сообщения и дорог к Театральной площади. Возвели вторую оборонительную линию, где размещался резерв отделения.

Но, кроме наземных работ, на четвертом бастионе велись в тот период и подземные работы. Начальник инженеров гарнизона Э. И. Тотлебен полагал, что неудавшаяся 5 октября попытка штурма бастиона и активное противодействие русских войск осадным работам (что не позволило французам в течение месяца продвинуться к четвертому бастиону ни на шаг) заставят противника начать минную атаку против этого укрепления. Французы попытаются скрытно заложить большие заряды и взорвать бастион, а если работы будут обнаружены — взрывами образовать воронки на подступах и, заняв их, приблизить свои позиции к укреплению.

Еще в конце октября стук, раздававшийся во французских траншеях, наводил на мысль о ведении работ. Решили сделать два пробных колодца для определения залегания слоев грунта. Через месяц проходку завершили и составили геологический разрез. От днища рва на глубину 4 м шел известняк, затем слой глины толщиной от 1,2 до 1,5 м, переходящий снова в известняк. Такое расположение пород позволяло прокладывать галереи в слое глины без какого-либо крепления.

К этому времени перебежчики стали сообщать о минных галереях, расположенных против четвертого бастиона. Следовало немедленно приступить к возведению контрминной системы. Чтобы исключить возможность подкопа под бастион, предстояло сделать подо рвом окружную галерею. Из галереи выводились слуховые рукава, чтобы обнаружить и остановить французских минеров на дальних подступах к укреплению.

Для ускорения дела во рву заложили, кроме двух пробных, еще девятнадцать колодцев и от них стали прокладывать галерею и слуховые рукава. Теперь одновременно могли проводиться работы более чем в 60 выработках; размер проходок был минимальный — высота 90 и ширина 75 см.

Заведовал подземными контрминными работами командир второй роты четвертого саперного батальона штабс-капитан Мельников. Саперный батальон 24 октября 1854 г. следовал в Севастополь. В то утро, перед сражением на Черной речке, он двигался по Саперной дороге. Командовавший группой войск генерал Данненберг, встретив батальон, приказал прекратить движение и быть в резерве, и, как казалось, не напрасно.