Чтобы успокоить общественное мнение в Англии и Франции, новый главнокомандующий решил нанести удары по портам Азовского моря, где были сосредоточены большие запасы продовольствия. Этим он рассчитывал затруднить снабжение русских войск. Однако это предприятие не оказало заметного влияния на ход событий, хотя были истреблены значительные запасы хлеба. Подвоз продовольствия для Севастополя велся со складов Крымского полуострова и из ближайших районов Украины. Снабжению русской армии мешали не столько действия противника, сколько скверное состояние грунтовых дорог и транспорта, бюрократизм и хищения царских чиновников.
В апреле - мае продолжали прибывать подкрепления к противнику под Севастополь. В конце мая численность неприятельских войск возросла до 200 тыс.
В Севастополе и его окрестностях было около 70 тыс. русских войск. из них непосредственно обороняло Севастополь лишь 40 тыс.
Противник, учитывая свое громадное превосходство в численности, лучшее вооружение и крупные запасы боеприпасов, начал готовиться к решительному штурму. В первую очередь он решил захватить три русских укрепления, которые выдвинулись далеко впереди оборонительной линии и очень мешали вражеским войскам. Это были Селенгинский и Волынский редуты и Камчатский люнет.
25 мая в 15 часов началась третья бомбардировка Севастополя, которая продолжалась до 30 мая. Вражеским батареям было приказано до 6 часов 26 мая сделать не менее 150 выстрелов каждым орудием. На орудие заготовлено было по 500-600 зарядов. У русских же запас на орудие не превышал 60-90 зарядов.
До 18 часов русская артиллерия не отставала от артиллерии противника, затем из-за недостатка боеприпасов огонь защитников Севастополя начал ослабевать.
27 мая 35 тыс. французов атаковали Волынский и Селенгинский редуты и Камчатский люнет. Выбитые несколько раз контратаками русских, французы, поддержанные англичанами, наконец, оттеснили защитников к Малахову кургану. Находившийся на люнете Нахимов попал в окружение, но вместе с матросами и солдатами вырвался из вражеского кольца.
Во время штурма Камчатского люнета значительные потери союзникам нанесли пароходо-фрегаты "Владимир", "Крым" и "Херсонее", обстреливавшие противника из Килен-бухты.
5 июня 1855 г. началась четвертая бомбардировка Севастополя, после которой 6 июня противник предпринял штурм укреплений города. Против Малахова кургана, по которому наносился главный удар, 1-го и 2-го бастионов было сосредоточено около 30 тыс. французов.
Одновременно англичане решили штурмовать 3-й бастион. Английских войск было выделено 14 тыс. Всего, таким образом, для штурма предназначалось 44 тыс. чел., это больше чем вдвое превышало численность защитников Севастополя на этом участке.
Для обеспечения атаки от возможного противодействия 30-тысячной русской армии, находившейся вне города на Мекензиевых высотах (по дороге от Севастополя на Симферополь), было выделено до 70 тыс. человек.
Весь день 5 июня вражеские батареи вели огонь с неослабевающей силой. К вечеру последствия бомбардировки были очень заметны. Больше всего пострадали Малахов курган, 2-й и 3-й бастионы.
С наступлением темноты начались энергичные работы по восстановлению разрушенных участков оборонительной линии. Основные повреждения были к рассвету исправлены, подбитые орудия заменены.
К 3 часам артиллерийский огонь противника внезапно прекратился, и французы начали штурм 1-го и 2-го бастионов. Защитники 1-го и 2-го бастионов встретили колонны французов картечным и пушечным огнем. Пароходо-фрегаты "Владимир", "Громоносец", "Херсонес", "Крым", "Бессарабия" и "Одесса", занявшие позиции перед входом в Килен-бухту, также открыли огонь по резервам французов в Килен-балке и по наступавшим частям.
Атака противника захлебнулась в 30-40 шагах от русских укреплений. Неся огромные потери, французы стали отходить. Через 15 минут атака была повторена, но безрезультатно. Одновременно начались атаки французов на Малахов курган и англичан - на 3-й бастион, которые были также отбиты.
Штурм был отражен на всех участках. За время бомбардировки и штурма противник израсходовал 72 000 снарядов, русские – 19 000. Общие потери русских достигли 4 800 человек. Противник потерял убитыми свыше 7 тыс. солдат и 18 офицеров и 270 солдат пленными.
После отражения штурма защитники Севастополя получили небольшую передышку. Это дало русским возможность заняться восстановлением укреплений. В целом, однако, инженерные работы не получили того размаха, как это требовалось обстановкой. Причиной этого являлись все те же недостатки управления.
Противник вынужден был на время отказаться от нового штурма, но усилил артиллерийский огонь с целью нанесения как можно больших потерь русским войскам. 28 июня защитники Севастополя понесли невозместимую потерю: на Малаховом кургане был смертельно ранен адмирал Павел Степанович Нахимов. Пуля попала ему в висок в тот момент, когда он рассматривал траншеи противника, высунувшись из прикрытия. 30 июня, не приходя в сознание, Нахимов умер.
В приказе по гарнизону о гибели адмирала говорилось:
"...Не мы одни будем оплакивать потерю доблестного сослуживца, достойнейшего начальника, витязя без страха и упрека, - вся Россия вместе с нами прольет слезы искреннего сожаления о кончине героя синопского.
Моряки Черноморского флота! Он был свидетелем всех ваших доблестей, он умел ценить ваше несравненное самоотвержение, он разделял с вами опасности, руководил вас на пути славы и победы...".
| 
