Приведя в порядок корабли, устранив часть повреждений, эскадра вышла в море.
Море заштилело, и, взяв на буксир повреждённые в сражении корабли, пароходы помогли эскадре благополучно возвратиться в Севастополь. Спустя два месяца в Чёрное море вошли корабли Англии и Франции. «Владимир» под командой Бутакова, невзирая на угрозу превосходящих сил противника, всё лето 1854 года в составе отряда пароходов и самостоятельно неоднократно производил разведку, крейсируя вплоть до Синопа.
После высадки союзников у Евпатории, отступления русской армии и осады Севастополя «Владимир» с другими пароходами активно поддерживает оборону города огнём своих пушек.
5 октября 1854 года, помогая защитникам Малахова кургана, «Владимир» выпустил по неприятельским позициям более 250 бомб и ядер. В конце октября, маневрируя, меткими залпами поддерживал войска, сражавшиеся на Инкерманских высотах.
Спустя месяц Бутакова вызвал Нахимов. После гибели Корнилова он, приверженный «парусникам», всё больше проникался уважением к пароходам.
Когда Бутакова наградили за бой с «Перваз-Бахри» орденом Георгия, Нахимов, не дожидаясь поступления награды, снял с себя орден, полученный за Наварин, и вручил его Бутакову.
— Союзники расположились на виду Севастополя, будто в своём порту, — сказал Нахимов, — надобно их проучить. Возьмите «Херсонес» и атакуйте пароход, который стоит на фарватере, а то и завладейте им.
Вылазка двух пароходов была предпринята 24 ноября. В час дня «Владимир» и «Херсонес» вышли за буи, миновали линию затопленных кораблей. «Владимир» первым устремился к вражескому пароходу. Стреляя на ходу из орудий по неприятельскому лагерю у Стрелецкой бухты и стоявшим там двум пароходам, продолжал атаковать пароход. Тот дал сигнал своему флоту, стоящему у Камышовой бухты, и, отстреливаясь от «Владимира», стал отступать. «Владимир» кинулся за ним, ведя огонь из двух носовых орудий, а когда подошёл к кораблям близко, на дистанцию пушечного выстрела, положил лево руля и стрелял по беглецу всеми орудиями левого борта. Повернув затем к Стрелецкой бухте, «Владимир» стал помогать «Херсонесу» обстреливать вражеские пароходы и лагерь. Ими уже был подбит один французский пароход, когда к месту боя стало приближаться несколько английских и французских кораблей.
Чтобы не подвергаться атаке превосходящих сил противника, «Владимир» и «Херсонес», открыв огонь из кормовых орудий, пошли к Севастополю. На рейде на флагмане «Двенадцать апостолов» их приветствовал Нахимов сигналом: «Изъявляю особенное удовольствие».
«Молодецкая вылазка наших пароходов, — доносил Нахимов, — напомнила неприятелям, что суда наши, хоть разоружены, но по первому приказу закипят жизнью, что, метко стреляя на бастионах, мы не отвыкли от стрельбы на качке, что, составляя стройные батальоны, для защиты Севастополя, мы ждём только случая показать, как твёрдо помним уроки покойного адмирала Лазарева…»