На другой день после занятия русских траншей у кладбища, генерал Канробер с двумя пехотными и двумя конными дивизиями, с сардинцами и турками, с английской кавалерией, при поддержке множества полевых артбатарей, повёл наступление на русские сторожевые посты у деревни Чоргун и на реке Чёрная. После короткой перестрелки наши отступили. Союзники заняли всю Балаклавскую долину и начали укреплять левый берег Чёрной. Турки расположились на Балаклавских высотах, а сардинцы у деревни Комары.
В середине мая 55 года в Крыму установилась сильная жара. Русская армия по приказу главнокомандующего Горчакова оделась в белое: сняли мундиры, и надели белые рубахи-гимнастёрки под пояс, на фуражки натянули белые чехлы.
Горчаков и император Александр боялись, что генерал Пелисье окружит нашу армию ударами из Балаклавы, Евпатории, Керчи. В Крым направлвили ещё три дивизии из Южной армии.
Но француз упорно стремился напрямую в Севастополь. Европейцы поставили 60 новых осадных орудий с 600 зарядами на каждое. Из них 20 мортир установлены против укреплений «3 отрока»: Камчатский люнет, Волынский и Селенгинский редуты.
Русские тоже укреплялись, ставили новые пушки, но новых мортир было только две, с 70 зарядами на орудие. Других боеприпасов тоже было мало. Осаждённые собирали вражеские штуцерные пули.
В начале мая начальником обороны Корабельной стороны назначен командир 16-й дивизии генерал Жабокрицкий. До этого «3 отрока» защищали 10 батальонов пехоты, но теперь число защитников уменьшили до 5 рот, а в прикрытие поставили новый, необстрелянный Муромский полк. А ведь против них располагался 40-тысячный корпус Боске и турецкая дивизия.
3-я бомбардировка Севастополя началась в 3 часа дня 25 мая (6 июня) залпами из примерно 550 орудий. Пушки Севастополя три часа отвечали выстрелом на выстрел, наши артпогреба быстро пустели. Французские бомбы были хуже английских и часто просто не взрывались. Русские их собирали и перезаряжали. 50 пушек били по Камчатскому люнету, 25 по обоим редутам и к вечеру совершенно подавили их. Ночью французы продолжали обстреливать Малахов курган, а англичане III бастион «Большой Редан». На следующий день бомбардировка продолжалась. Потери защитников были огромны, и почти полгарнизона Корабельной стороны занималась уборкой убитых и доставкой раненных в госпиталь в Доковой балке.
Днём 26 мая главнокомандующий Пелисье собрал военный совет для решения вопроса о возможности штурма города. Французские генералы: Боске, Ниэль, Бёре, Лебёф, Далем, Фроссар, Мартенпре, Трошю, и английские генералы: Эри, Эжонс, Дакрес решили вопрос положительно. Постановили ввести в дело 5 дивизий.
У генерала Жабокрицкого на 4 версты боевых позиций было всего около 12 тысяч солдат. К полудню 26 мая он решил, что всё кончено, сказался больным и, не передав командование, уехал на Северную сторону. Горчаков послал на опасный участок Хрулёва, но и генерал, и адмирал Нахимов прибыли на Корабельную перед самым штурмом и не успели должным образом подготовиться.
На «Камчатке» было 300 солдат Полтавского полка, на двух редутах и 3-х орудийной Забалканской батарее – ещё 450 солдат Муромского полка. Против наших воинов действовали 4 французские дивизии. Турецкая дивизия стояла в резерве.
В 18 часов начался штурм. В первой волне шла дивизия генерала Каму. С Камчатского люнета успели сделать только один выстрел картечью и дать залп из ружей. Сразу завязался рукопашный бой. Командир батальона майор Щепетинников погиб, солдаты начали медленно отходить. Адмирал Нахимов примчался к люнету на коне и увёл бойцов на Малахов курган.
Французы стремились их обогнать и с ходу ворваться на высоту. А на Малаховом были только матросы-артиллеристы и один батальон Владимирского полка. Их атаковали 20 батальонов дивизии Каму. Первую атаку отбили картечью в упор. Следом подошли отступавшие от люнета русские. Вскоре генерал С. А. Хрулёв привёл сюда батальон «владимирцев», батальон «суздальцев», два батальона «забалканцев» и два батальона Полтавского полка. Эти шесть батальонов пошли в контратаку между Камчатским люнетом и Килен-балкой. Они выбили засевших в траншеях зуавов и захватили Зелёный холм. В плен взято 7 вражеских офицеров и более 300 солдат. Однако с наступлением сумерек сюда подошла дивизия Брюне и русские отсупили. На Малаховом кургане остались два батальона пехоты, Нахимов и Тотлебен, готовые отбивать новые атаки противника.
Волынский и Селенгинский редуты обороняли 450 солдат Муромского полка, не имевшие пушек. Против них действовали две дивизии: дивизия Мейрана в 1 эшелоне и дивизия Дюлака во втором, всего – 18 тысяч человек. «Муромцы» были окружены, потеряли до половины бойцов и бежали к 1 бастиону по плавучему мосту через Килен-бухту. Французы принялись было преследовать их, но генерал Хрулёв успел прислать два дивизиона лёгких орудий: 4 шестифунтовые пушки и 4 полупудовых единорога. Они обстреляли картечью плавучий мост и берег Килен-бухты, и полтора часа одни защищали подступы к бастионам и всю Корабельную сторону. Прислуга орудий хорошо укрылась и не пострадала от штуцерных пуль врага.
Пятым участком оборонительной линии командовал генерал Тимофеев. Он собрал отступивших солдат и ободрил их. Затем полковник князь Урусов привёл два батальона Забалканского полка и батальон Полтавского полка. Наши бросились в контратаку. Генерал Тимофеев убит пулей в голову. На высотах над Килен-балкой завязался штыковой бой и французы отступили. Позиции Забалканской батареи мы вернули.
За 27 часов артиллерийской подготовки англичане выпустили на III бастион до 15 тысяч снарядов. Этот бастион прикрывали 3 роты Камчатского полка во главе с майором Хоменко. 400 британских охотников внезапной атакой овладели ложементами у бастиона. Русские их контратаковали. В жарком бою майор Хоменко погиб, но и враги дрогнули и попятились. В решающий момент боя к англичанам подошло подкрепление – 600 солдат, и они устремились на бастион. Положение спас батальон Волынского полка – 500 штыков, который не допустил захвата укрепления. Однако в итоге ложементы остались у англичан.
Вечером к редутам были стянуты два полка: Эриванский (подполковник Краевский) и Кременчугский егерский (полковник Свищевский).
За день боёв 26 мая противоборствующие стороны потеряли: англичане - 700 человек, французы – более 5500 человек, русские – немногим меньше.
27 мая продолжалась интенсивная артиллерийская перестрелка. 28-го объявлено перемирие. Всего за время 1-го штурма русские потеряли убитыми и раненными около 8,5 тысяч человек, союзники – не менее 6,9 тысяч.
В Симферополе скопилось более 10 тысяч раненных и больных, которых лечили лучшие русские врачи, в т.ч. главный врач Крымской армии Шрейбер. Пирогов уехал в Санкт-Петербург 1 июня. Его заменил профессор Гюббенет.
7-я и 15-я наши дивизии, шедшие в Крым, застряли вблизи города Николаева.
Русские укрепили I и II бастионы, но боевых зарядов было всего от 5 до 100 на орудие, против 400-500 у союзников на каждое из их 600 орудий.
В Севастопольской бухте продолжали боевую вахту 10 русских вооружённых пароходов: «Владимир», «Херсонес», «Одесса», «Крым», «Эльбрус», «Громоносец», «Бессарабия» и другие. В плавучие батареи переделаны линейные корабли: «Императрица Мария», Вел.князь Константин», «Париж», «Чесма», «Ягудиил», «Храбрый», бриг «Эней», транспорт «Березань».
На Зелёном холме французы установили свои батареи и стали обстреливать город. Союзники проводили большие осадные работы, к ним постоянно приходили всё новые транспорты с мортирами, снарядами, припасами и снаряжением. В июне под Севастополем собралось до 180 тысяч интервентов, в т.ч. 45 тысяч англичан.
Император Франции Наполеон III хотел двинуть свою армию вглубь Крыма и прислал генерала Реньо-де Сен-Жан-д’Анжели. Главнокомандующий Пелисье поставил его на корпус Боске, а самого Боске отправил командовать 25-тысячным отрядом у Инкермана.