К 28 ноября весь флот Нахимова сосредоточился у Синопской бухты. Он насчитывал 6 линейных кораблей и 2 фрегата, превосходя неприятеля по количеству орудий почти в полтора раза. Русская артиллерия превосходила турецкую и по качеству, так как располагала новейшими бомбическими пушками. Русские комендоры умели стрелять гораздо лучше турецких, а матросы быстрее и сноровистее управлялись с парусной оснасткой.
Нахимов решил атаковать неприятельский флот в бухте и расстрелять его с предельно короткой дистанции в 1,5–2 кабельтовых. Два фрегата русский адмирал оставил у входа на Синопский рейд. Они должны бьши перехватить турецкие корабли, которые попытались бы спастись бегством.
В половине 10-го утра 30 ноября Черноморский флот двумя колоннами двинулся к Синопу. Правую возглавлял Нахимов на корабле «Императрица Мария», левую — младший флагман контр-адмирал Ф.М. Новосильский на корабле «Париж». В половине первого пополудни турецкие суда и береговые батареи открыли огонь по подходящей русской эскадре. Она же открыла огонь, только сблизившись на предельно малую дистанцию.
Через полчаса боя турецкий флагман «Авни-Аллах» был серьезно поврежден бомбическими пушками «Императрицы Марии» и выбросился на мель. Затем корабль Нахимова поджег неприятельский фрегат «Фазлы-Аллах». Тем временем «Париж» потопил два неприятельских судна. За три часа русская эскадра уничтожила 15 турецких кораблей и подавила все береговые батареи. Только пароходу «Таиф», которым командовал английский капитан А. Слейд, пользуясь преимуществом в скорости, смог прорваться из Синопской бухты и уйти от преследования русских парусных фрегатов.
Потери турок убитыми и ранеными составили около 3 тысяч человек, а 200 моряков во главе с Осман-пашой были взяты в плен. Эскадра Нахимова потерь в кораблях не имела, хотя несколько из них были серьезно повреждены. В боя погибло 37 и было ранено 233 русских матросов и офицеров. Благодаря победе при Синопе был сорван турецкий десант на Кавказское побережье.
Синопское сражение было последним крупным боем между парусными судами и последним значительным сражением, выигранным русским флотом. В последующие полтора века побед такого масштаба он больше не одерживал.
В декабре 1853 года английское и французское правительства, опасаясь поражения Турции и установления российского контроля над проливами, ввели свои военные суда в Черное море. В марте 1854 года Англия, Франция и Сардинское королевство объявили войну России. В это время русские войска осадили Силистрию, однако, подчиняясь ультиматуму Австрии, потребовавшей от России очистить Дунайские княжества, 26 июля сняли осаду, а в начале сентября отошли за Прут. На Кавказе русские войска в июле — августе нанесли поражения двум турецким армиям, но на общий ход войны это никак не повлияло.
Союзники планировали основной десант высадить в Крыму, чтобы лишить русский Черноморский флот его баз. Предусматривались также нападения на порты Балтийского и Белого морей и Тихого океана. Англо-французский флот сосредоточился в районе Варны. Он насчитывал 34 линейных корабля и 55 фрегатов, в том числе 54 — паровых, и 300 транспортных судов, на которых находился экспедиционный корпус в 61 тысячу солдат и офицеров. Русский Черноморский флот мог противопоставить союзникам 14 парусных линейных кораблей, 11 парусных и 11 паровых фрегатов. В Крыму дислоцировалась русская армия в 40 тысяч человек.
В сентябре 1854 года союзники высадили десант в Евпатории. Русская армия под командованием адмирала князя А.С. Меншикова на реке Альме попыталась преградить путь англо-франко-турецким войскам вглубь Крыма. У Меншикова было 35 тысяч солдат и 84 орудия, у союзников — 59 тысяч солдат (30 тысяч французских, 22 тысячи английских и 7 тысяч турецких) и 206 орудий.
Русские войска занимали сильную позицию. Центр ее у селения Бурлюк пересекала балка, по которой шла главная Евпаторийская дорога. С высокого левого берега Альмы хорошо просматривалась равнина на правом берегу, лишь у самой реки покрытая садами и виноградниками. Правым флангом и центром русских войск командовал генерал князь М.Д. Горчаков, а левым флангом — генерал Кирьяков.
Союзные войска собирались атаковать русских с фронта, а в обход их левого фланга бросили французскую пехотную дивизию генерала Боске. В 9 часов утра 20 сентября 2 колонны французских и турецких войск заняли деревню Улукул и господствующую высоту, однако были остановлены русскими резервами и не смогли ударить в тыл Альмской позиции. В центре англичане, французы и турки, несмотря на большие потери, смогли форсировать Альму. Их контратаковали Бородинский, Казанский и Владимирский полки, предводительствуемые генералами Горчаковым и Квицинским. Но перекрестный огонь с суши и с моря вынудил русскую пехоту отступить. Из-за больших потерь и численного превосходства неприятеля Меншиков под покровом темноты отступил к Севастополю. Потери русских войск составили 5700 человек убитыми и ранеными, потери союзников — 4300 человек.