奥地利的轻率和贪婪将1815年以来的俄奥友谊彻底葬送，从此两国关系再也没有好过。沙皇感觉到了可耻的背叛，他终于明白自己落入了一个可怕的陷阱。战争和他当初的预想完全两样，敌人越来越多，而朋友加兄弟的奥皇弗兰茨·约瑟夫一世的背叛，使他对战争开始失去信心，但战争还要打下去。奥地利皇帝此时正忙于迎娶来自巴伐利亚的茜茜公主，可谓一个天堂一个地狱。尼古拉严令俄军取得一场胜利来稳定局势。6月22日，俄军统帅米哈伊尔·德米特里耶维奇·戈尔恰科夫亲王亲自指挥对斯里查要塞的围攻，俄罗斯沙皇帝国的盟友奥地利确实是不靠谱的。
俄军倾全力苦战一天，米哈依尔·戈尔恰科夫本人也在战斗中负伤，还是没有拿下斯里查要塞。俄军士气空前低落，第二天向北方撤退，斯里查要塞解围。土耳其军队乘胜追击，7月7日，在古杰沃，俄军再次被击败。疲惫的俄军开始全面撤退，先是布加勒斯特，到7月28日，俄军完全撤出瓦拉几亚和摩尔达维亚。俄军已经撤退到原来的出发点。战争从政治上讲已经没有理由继续。8月8日，维也纳方面提出四点建议来结束战争。俄罗斯认为接受这一建议意味着失去自1829年以来得到的全部利益，沙皇无法接受，他决心继续打下去，求得一个体面的和平。英法也不想俄罗斯此时求和。在英国看来，要结束俄罗斯在黑海的优势的最好办法是将俄罗斯黑海舰队消灭掉。维多利亚女王力主继续战争，她催促驻扎在瓦尔纳的联军尽快行动。拿破仑三世认为他的主要目的已经达到，俄奥翻脸了。但是他想继续维持苦心经营的英法合作，他也批准了联军继续行动。于是战争不但没有停，而且还要扩大，这帮列强的野心开始慢慢的显露了出来，拿破仑三世和维多利亚女王都是好战的，因为他们都知道俄罗斯沙皇帝国无非就是一个落后的亚洲国家，用的是奴隶制和老旧的火枪火炮，根本不害怕。
紧接着，战争进入到了要塞攻防战争中去了。英法土三国军队在瓦尔纳相处的很融洽。但是健康问题却越来越让人担心。潮湿、小昆虫和血吸虫侵袭军营。英国后勤组织的缺陷非常明显：没有人知道邮局在哪里，野战医院在哪里，甚至他们的将军在哪里。7月19日，法国军营中霍乱爆发。22日蔓延到英国军营。尽管所有帐篷被销毁，瘟疫仍然没有得到控制。8月10日，一场大火烧掉了很多军需品，包括双靴子和150吨饼干，使得情况更加糟糕。来自伦敦和巴黎的命令不断催促联军展开行动。联军并不知道克里米亚到底有多少俄军，估计从人到人不等，实际上俄军此时只有人。8月24日，联军开始登船，计划9月2日完成全部登船任务。能够参加行动的部队包括英军和法军和7000土军。9月7日，联军海军司令英国海军上将邓达斯（詹姆斯·惠特利·迪恩·邓达斯）下令起航。圣阿诺德因为患上霍乱在5日就出发了，独臂的拉格伦勋爵跟随大部队一起行动。拉格伦的旗舰卡拉多克号悬挂俄国军旗前出侦察，最终选择塞瓦斯波托尔以北35英里的卡拉米塔湾的耶夫帕托里亚作为登陆地点。9月12日，联军舰队到达耶夫帕托里亚。耶夫帕托里亚的镇长同意投降，但鉴于联军带有瘟疫，镇长要求联军必须进行隔离。9月14日黎明，联军开始登陆，登陆一切顺利。每个联军士兵都负荷沉重，19日上午9点，联军主力人出发，登陆场交由土耳其军队把守。但是霍乱又使一部分士兵染病。在巴尔干涅克河，联军首次与俄军前哨遭遇。英军骑兵要求追击，被拉格伦拒绝了，因为他发现这是个陷阱。俄罗斯骑兵的远方还有俄军第17师的6000人。双方使用火炮相互远距离攻击，英军获胜。俄军撤退到奥马的主要阵地，他们希望在那里阻止联军向塞瓦斯波托尔前进。当夜，联军宿营准备进攻奥马，英军由于没有帐篷只能在寒冷中入睡，而法军则舒服的多。
俄军方面，黑海舰队被英法联合舰队困在塞瓦斯托波尔港内。俄军统帅缅希科夫亲王的打算是利用阿尔马的有利地形给予联军重大打击，然后反攻，将联军赶下海。他乐观的认为只要一场战斗就能实现目标。他的部队有4个步兵师和1个骑兵师，大约人。但出乎他的意料，他发动的阿尔马河战役被英国主帅格拉伦男爵粉碎了，联军在奥马的胜利打开了通向塞瓦斯托波尔的道路。拉格伦的工兵指挥官博格涅爵士建议联军修筑一条工事防御来自北方俄军增援部队的进攻。尽管在敌国领土修筑工事非常困难，但建成后将成为日后俄军增援的严重障碍。联军可以从塞瓦斯波托尔的南部发起攻城战。此时已经病重的圣阿诺德元帅支持这个方案。联军的计划很稳妥，但却丧失了从北方直接进攻，快速占领塞瓦斯托波尔的机会，9月23日，英军在风和日丽中向南进发，部队被允许沿路抢劫因此士气高昂。霍乱的魔咒也减轻了很多。英军穿过波贝克河后塞瓦斯托波尔已经可以看见。拉格伦决定按计划继续向南前进然后从南向北进攻塞瓦斯托波尔。当联军从侧翼行军绕过塞瓦斯托波尔的时候，也丧失了用自己的优势拖延了攻城的时间，塞瓦斯托波尔有一个天然的深入内陆的港湾，可以驻泊大量海军舰只，俄军黑海舰队就以这里为母港。城外是连绵的高地，要塞临海一面有海岸炮台13座，火炮611门，易守难攻。
塞瓦斯托波尔城本身还没有完全要塞化，因为俄军之前还从没有预料过在克里米亚打防御战。使要塞守备部队在居民的参与下构筑了一道长7公里长，由8座棱堡和大量中间工事组成的防线。面对实力强大的联军舰队缅希科夫认为黑海舰队出海作战毫无胜算，因此强迫海军上将科尔尼洛夫凿沉舰队堵塞航道。俄军将水面战舰中的帆力战列舰5艘（共14艘）和巡航舰2艘（共7艘）横向沉没于港口的入海处，以阻止联军的蒸汽战舰突进塞港内停泊场，其余的帆力船和所有汽船及蒸汽巡航舰参加要塞保卫战，大约有1000门舰炮先后被搬至陆地，海军官兵也上岸充实守城部队。缅希科夫带领俄军主力前往城外的东北方，希望与俄罗斯援军会合从那里威胁联军侧翼。拉坎爵士的轻骑兵追击了这只俄军并在拉格伦勋爵招回之前缴获了一些俄军补给马车。到了9月25日夜，英军展开于波贝克河与彻那亚河之间的宽大正面上并做休整。26日早晨，英军吃了一顿丰盛的早餐然后向南面的巴拉克拉瓦进发。在一阵并不有效的炮火后，英军进入小镇巴拉克拉瓦。当地百姓拿出水果、鲜花和面包以示友好。一天后，法军沿英军的路线尾随而至。此时圣阿诺德已经不行了，法军由卡洛波特指挥。29日，圣阿诺德不治去世。拉格伦决定将英军指挥部设在巴拉克拉瓦，法军则前往巴拉克拉瓦西面的卡米什和卡扎克海湾扎营。法军的营地背靠大海，可以方便接受来自海上的补给，而英军则补给困难还要直接面对俄国援军。拉格伦的部署应该是为了团结联军，因为他此时是惟一的最高的指挥官。他的人格值得赞扬。联军从三面包围了塞瓦斯波托尔，法军在西南方，英军在东南方和东方。联军舰队在海上游弋。拉格伦主张立即攻城，但在9月27日到10月10日之间他未能说服卡洛波特和工兵指挥官博格涅爵士。博格涅坚持应该先用炮击削弱俄军的防御工事；卡洛波特则认为穿过开阔地直接进攻过于冒险。到了10日，联军决定正式围攻塞瓦斯托波尔。这些日子里，俄军在塞瓦斯托波尔的工事在一天天加强。另外，从奥德萨和其他地方出发的俄国援军也在赶来。10月9日，援军进入塞瓦斯托波尔，使得守城部队达到人。到了10月第2周，俄军已经恢复到阿尔马之战前的实力，甚至更强。联军希望炮击能把俄军工事彻底摧毁，经过艰难运输，重炮和攻城器材被运上城外的高地，民房被拆掉用来加固重炮阵地。塞瓦斯托波尔俄军的火炮从172门增加到341门，部分是从军舰上拆下来的海军炮。法军有53门炮，英军73门，法军集中49门炮在罗多非山上，那里正对俄军中央堡垒。联军海军也计划参加炮击，但因为缺乏弹药而被推迟。卡洛波特要求联军海军下锚排成一线近距离炮击，传统上海军为躲避岸炮攻击总是在航行中炮击。英国海军上将邓达斯最后向法国海军上将哈姆林让步，同意了这个方案。
10月17日，联军海军的炮击进行了一天，但1100门舰炮收效甚微。相反俄军的炮火却重创联军海军。皇家海军损失了300人，7艘战舰严重损伤，法国舰队也损失不轻。尽管罗多非山上法军一个弹药库被炸上了天，联军陆地炮击要好许多。英军炮击将凸角堡打成废墟，但是当夜俄军又修复了损坏的工事。这样的情况持续了7天。俄军损失惨重，2000人在炮击中丧生，17日当天，海军中将弗拉基米尔·阿列克谢耶维奇·科尔尼洛夫阵亡。 10月24日，战场情况发生重大变化。缅希科夫率领俄军援军出联军的东北方，他的意图是切断连接巴拉克拉瓦与塞瓦斯托波尔的沃龙佐夫大道，并威胁巴拉克拉瓦。因此爆发了着名的巴拉克拉瓦战役（详见该词条），产生了着名的科林·坎贝尔的浅红色队列和卡迪根伯爵轻骑兵死亡冲锋。 战后的第二天，俄军在霍姆山脊向英军第2师发动了一次小规模的进攻。目的在于打通从因克曼桥到沃龙佐夫大道的驿道。俄军上校费德罗夫率领6个营的部队突入英军一个次要阵地，但被山脊上英军的炮火赶了回去。这场战斗被称为小因克曼之战（因为不久之后这里还有一次规模大许多的战斗）。俄军损失了270人。在战斗中英军第2师指挥官埃文斯爵士不慎从马上摔了下来，受了重伤，指挥权被移交给该师第1旅的指挥官彭尼法瑟准将，后者将指挥第2师参加后来的战斗。
联军继续炮击塞瓦斯托波尔。但联军的破坏越大，俄军的工事反而恢复的越强。冬天将至，狂风和大雨交加，联军甚至感觉塞瓦斯托波尔都会被卷走。拉格伦勋爵非常勉强的走访了军营以稳定军心。不久拉格伦不再出现，下层出现怨言，但拉格伦本人对于部下的困难和痛苦也束手无策，他显然无法让伦敦白厅知道他的实际需要。小因克曼战役后，俄军在外围彻那亚河谷聚集力量，一周后缅希科夫的野战部队增加到人，这是非常可观的力量。此时英军只有人而法军有人。联军兵力处于绝对劣势。小因克曼之战以后，英军的部署情况是这样的：第2师依然固守霍姆山脊，第1师的近卫旅在磨房附近的驿路上。第1师的另一个旅高地旅留守巴拉克拉瓦。第3师和第4师的营地展开于磨房西面。轻骑旅的残余支援近卫旅。重骑旅跟随拉格伦的指挥部。因克曼山脊突兀于彻那亚河南岸，由森林覆盖，最高海拔636英尺，平均400英尺。西南方是卡林那吉峡谷，峡谷的另一侧是由卡林顿指挥的轻装师把守的维多利亚山脊。正对英军第2师霍姆山脊阵地的是谢尔山。俄军认为英军战斗力比法军弱，因此决定将攻击重点放在因克曼的英军。俄军的计划是由索莫诺夫将军率领的人从塞瓦斯托波尔出发沿因克曼山脊前进，在谢尔山西部建立炮兵阵地；保罗夫将军的人将通过因克曼桥穿过峡谷占领谢尔山的东半部。这又是一个分进合击的计划，俄军“精于此道”。彼得哥尔查科夫亲王率领人牵制右翼法军的行动。索莫诺夫和保罗夫的部队在谢尔山汇合后，由坦兰堡将军统一指挥进攻霍姆山脊，最终目的地是磨房和驿路与沃龙佐夫大道的交汇处。到那时，哥尔查科夫亲王再次从东方加入攻势，完成对英军的包围。俄军的计划雄心勃勃，一旦实现英军将陷入灭顶之灾。但真实的因克尔曼战役却因为俄军自己的配合不力和法军师长皮埃尔·约瑟夫·弗朗索瓦·博斯凯的机动增援而失败。
参战的多俄军伤亡人，其中包括6个将军和256名军官。英军士兵死亡597人，1860人负伤；39名军官阵亡，750人受伤。法军士兵死亡130人，750负伤；军官死亡13人，负伤91人。从阵亡者的表情看，很多英军死于白刃战。按惯例，受伤的人被后送到君士坦丁堡附近的斯库台里。但很多伤员死在路上和医院里。拉格伦被授予陆军元帅，博斯凯被授予军团荣誉勋章。对塞瓦斯托波尔的直接攻击又被推迟了，战斗暴露出的一个严重问题是野战通讯不足。缅希科夫亲王受到一封来自教会的信，谴责法军抢劫了一座俄国教堂，这是战斗后的一个小花絮。因克曼的战斗是俄军最后一次大规模试图解围的战斗。俄军的战斗计划很有雄心，选择大雨之夜开始进攻也出其不意，下雨同时限制了联军的步枪优势。在战役开始对俄军十分有利，但总司令缅希科夫没有考虑到地形特点，并且低估了膛线武器的优越性，并且以密集战斗队行与之徒劳的进行战斗，步兵不会以散兵队行作战，造成俄军的巨大伤亡，可见俄军在技术上的差距最终导致战斗失利。俄军表现很英勇，但这不足以抵消米尼步枪可怕的杀伤力。联军方面英军在打击后更加处境不妙，法军将在以后的攻城战斗中承担大部分任务，致使英法联军无力执行总攻塞瓦斯波托尔的作战计划，而转入旷日持久而又艰难的冬季围攻。
因克曼之战后，英国国内鉴于伤亡巨大而反响强烈，政府成立一个委员会来调查前方情况，并评估是否需要攻占塞瓦斯托波尔。委员会成员观点各异，有的主张立即进攻，有些则干脆主张撤出克里米亚。引发争议的关键是俄军已经凿沉了黑海舰队，英国已经达到攻击塞瓦斯托波尔的目的，剩下的就是是否追求令人信服的胜利的问题。委员会最终决定让英军在城外高地固守待援，度过这个寒冷的冬天。对于前线英军来说，这意味着不管能否得到充分的补给，军队要靠自己的努力熬过冬天，11月4日，一场风暴光临克里米亚半岛，皇家海军舰队损坏严重，英军在巴拉克拉瓦的港口也无法接纳运输船只进入。英军营地的帐篷被撕成了碎片，补给品被刮的不知去向，部队饥寒交迫。在巴拉克拉瓦，补给品并不缺乏，但军需部门无力将这些物资运到前线的高地，因为没有足够的草料喂养运输用的牲口。骑兵的马匹也因为缺乏草料甚至相互吃尾巴。
法军的情况要好于英军，因为法军补给港的条件好于英军，风暴造成的损失较小，而且法军前线离港口距离不远。巴拉克拉瓦战斗的失利导致沃龙佐夫大道的丢失，如果沃龙佐夫大道还在联军手里的话，补给问题将大大减轻。联军士兵整日忙碌于从巴拉克拉瓦到前线营地之间的补给运输，他们没有工具，只能靠人力背负。有些夜里，整个英军阵地上只有300人参与警戒。直到1月，一条七英里长的铁路建成，巴拉克拉瓦的补给品特别是药品直接送到了前线的高地上，补给危机终于减轻了。英军运输船队的指挥官海军上将鲍瑟也饱受指责。此君坐镇君士坦丁堡，根本不知道前线到底需要什么，结果很多运输船返回君士坦丁堡时货物被拒收还留在船上。巴拉克拉瓦的码头也是一片混乱：面粉从编织袋里散落出来，弹药箱、木头、火药桶和腐烂的肉制品胡乱堆放在一起。还有一个丑闻被伦敦的新闻界捅了出来：尽管整个冬天士兵们痛苦异常，但军官们却躲在海上的军舰上过着舒适的生活，因克曼之战后前线只发生了一些小的战斗。1月10日，俄军对巴拉克拉瓦发动了一次小进攻。1月17日，俄军攻击了由土耳其军把守的耶夫帕托利亚，那里是联军最初登陆的地方。这些进攻都没有取得成果。1月26日，撒丁王国对俄罗斯宣战，并派兵人到克里米亚。撒丁首相加富尔认为此举有助于法国在奥属意大利问题上支持撒丁。此时英国国内对阿伯丁政府批评加剧，导致阿伯丁政府在1月31日垮台。2月5日，强硬派帕麦斯顿勋爵组阁上台。他立即命令联军发动进攻。2月20日，联军在彻那亚河发动攻势，但因暴风雪而终止。
3月2日，沙皇尼古拉一世猝死。但克里米亚远在天边，即使丢失也不是什么大灾难。他的哥哥亚历山大一世在1812年丢失莫斯科的时候都没有绝望过。如果尼古拉一世绝望，那么早在1854年奥地利迫使俄罗斯退出瓦拉几亚和摩尔达维亚时，他就应该退出战争。新沙皇亚历山大二世，尼古拉一世的长子登极。他立刻召回了缅希科夫亲王，代之以米哈依尔·戈尔恰科夫亲王。后者在多瑙河失败后显然又得到新沙皇的重用。亚历山大二世也积极外交活动，他授权在维也纳的俄罗斯大使亚历山大·米哈伊洛维奇·戈尔恰科夫考虑和平的可能性。3月15日，谈判在维也纳开始。哥尔查科夫家族的第三号人物出场了。亚历山大哥尔查科夫是前面两位戈尔恰科夫兄弟的堂兄弟，他也是俾斯麦时代惟一能和俾斯麦抗衡的外交家。联军的情况到了3月得到根本改观。铁路投入使用，土耳其劳工到达，西班牙骡子作为运输工具也运到战场，军中的不法承包商和小贩被赶走。联军随着春天的到来而雄心勃勃，准备再次攻击塞瓦斯托波尔。
最后的结果就是塞瓦斯托波尔沦陷了。塞瓦斯托波尔自开战以来从未被完全包围过，从北方和东方俄军可以自由进出。联军还是计划用大规模炮击来削弱要塞防御体系。到了2月，大批法国援军到达战场，法军增加到人。而英军只有情况良好的军人，另外人不是有伤就是生病。土耳其军队则有人和30门大炮。法军是攻击主力。此外还有一些雇佣军，9000德意志军团、3000瑞士军团和1500波兰军团，这些都是英国花钱雇来的部队。到了3月，撒丁人到了战场。尽管联军兵力很可观，但进攻仍然很艰难，俄军的防御体系很完备。塞瓦斯托波尔要塞的石墙并不连续，马拉科夫要塞是惟一的石构堡垒。俄军的办法是用削尖的树枝做成栅栏，然后是深沟，再后面是由树枝和泥土构成的步枪发射阵地。阵地后面是又一层树干构成的障碍，地上还有陷阱，里面是削尖的树枝。此外还有大量地雷。俄军经常在夜里派出袭击队，杀死联军战壕里毫无戒备的士兵。
（接下文）