После начала военных действий и вплоть до смерти императора Николая переговоры России с державами, объявившими ей войну, не прерывались. Они сосредоточивались по-прежнему на Венской конференции, русским представителем на которой был кн. А.М. Горчаков. Здесь четырьмя державами были выработаны так называемые «четыре пункта»: 1) замена русского протектората в княжествах и Сербии общеевропейской опекой; 2) свобода судоходства по Дунаю; 3) пересмотр договора 1841 г. о проливах; 4) общее представление Порте о восточных христианах. Русское правительство 16 ноября приняло эти пункты как исходные для дальнейших переговоров, и позднее они легли в основу Парижского трактата.
В начале 1854 г. императором Николаем был намечен новый план военных действий. Исходя из того, что враждебное отношение к России Англии, Франции и Австрии определилось с достаточной ясностью, этот новый план, вместо прежнего проекта морской экспедиции на Константинополь, предусматривал встречу с неприятелем в Крыму, на Кавказе и в Бессарабии. В течение лета 1854 г. английским флотом были сделаны попытки нападения на наши берега на Балтийском море, на Белом и на Тихом океане. Эти попытки успеха не имели. Военные действия в Закавказье и на Черноморском побережье, в начале для нас успешные, потеряли свое значение ввиду того, что скоро войска начали стягиваться в Крым. К сентябрю, после очищения Дунайских княжеств и десанта в Крыму англо-французских войск, здесь и сосредоточились все военные действия.
Общее количество союзных десантных войск достигало 62 тысячи. Русских войск на всем полуострове было не более 52 тысяч. Положение затруднялось еще и тем, что отдельные части войск находились под разным командованием, и старший из начальников, кн. Меншиков, пользуясь правами лишь корпусного командира, был стеснен центральным ведомством в своих распоряжениях. Его просьбы о присылке подкрепления встречали противодействие со стороны Паскевича, долгое время стремившегося сосредоточить у себя главные силы. Первая встреча с противником на другой день после его десанта, 7 сентября на Альме, окончилась неудачей, и русские войска отступили на южную сторону, закрыв вход в Севастопольскую бухту затопленными старыми судами. Опасаясь быть отрезанным с главными силами от остальной России, Меншиков вышел из Севастополя, и с 11 сентября началась знаменитая осада этого города союзными войсками. Севастопольский гарнизон имел всего лишь 18 тыс. человек, главным образом – флотского экипажа. Главное командование принадлежало адмиралам Корнилову и Нахимову; фортификационные работы велись инженер-подполковником Тотлебеном. 5 октября последовало первое бомбардирование Севастополя, стоившее нам около 1200 чел., а неприятелю около 1000 чел., но не принесшее никакой пользы осаждавшим. В это время к Меншикову подходили новые войска, но очень медленно, вследствие плохого состояния дорог и неисправности интендантской части. Тем не менее, к октябрю у него было уже около ста тысяч человек и он попытался перейти в наступление. Эта попытка не удалась, и на Инкерманских высотах мы потеряли до 12 тысяч человек. Положение осажденных становилось крайне затруднительным. В конце 1854 г. было повелено засчитывать месяц службы в Севастополе за год. В конце января 1855 г. в Евпатории высадился турецкий 20-тысячный корпус Омера-паши. Попытка атаковать Евпаторию, предпринятая ген. Хрулевым, успеха не имела, и эта новая неудача побудила наконец Николая Павловича сменить главнокомандующего. Меншиков был отозван, и на его место был назначен кн. М.Д. Горчаков. Осада союзников сосредоточилась к этому времени у Малахова кургана. Во время работ, долженствовавших отразить здесь удар союзников, в Севастополь пришло известие о смерти императора Николая I.