Нахимов блокировал гавань, дождался прибытия подкрепления в составе 3 кораблей и 18 ноября 1853 года полностью уничтожил турецкую эскадру.
Приказ Нахимова, данный при получении известия об объявлении войны, является образцом лаконичного стиля: «Не распространяясь в наставлениях, я выражу свою мысль, что в морском деле близкое расстояние от неприятеля и взаимная помощь друг другу есть лучшая тактика. Уведомляю г.г. командиров, что в случае встречи с неприятелем, превышающим нас в силах, я атакую его, будучи совершенно уверен, что каждый из нас сделает свое дело».
Приказ Нахимова, зачитанный перед Синопским боем, четко и ясно определяет боевые задачи каждого корабля, изумляет предусмотрительностью, предвидением всех деталей.
В 10-м часу утра 18 ноября начался бой. Один за другим гибли турецкие корабли. Только один пароход «Тайф» успел спастись бегством, воспользовавшись превосходством своего хода.
Уничтожив турецкую эскадру и исправив повреждения на кораблях, эскадра Нахимова через 36 часов ушла в Севастополь.
Синопское сражение — последнее крупное сражение в истории парусного флота — вызвало сенсацию во всем мире, развязав силы войны. В английских журналах того времени писали о Синопе так: «Как бы ни смотрели на обстоятельства публицисты, мы, моряки, не можем относиться без уважения к неведомому для нас флоту, который смело борется с бурями в течение месяца, дает сражение тотчас после жестокого ветра, уничтожает противника и с торжеством благополучно возвращается в порт, несмотря на повреждения».
Французы и англичане поспешили на помощь своему союзнику Турции. Восточная война началась.
Военная отсталость и невежество николаевской эпохи имели своим следствием то, что союзникам удалось высадить экспедиционную армию на Крымский полуостров, нанести несколько серьезных поражений русским войскам и обложить Севастополь.
Его героические защитники выполнили свой долг до конца, защищая родину. Союзники нанесли поражение реакционному и косному режиму Николая I, но им не удалось сломить дух героического русского солдата. Севастополь в конце концов пал, и не мог не пасть, но чудеса самоотверженности и доблести, проявленные его защитниками, навеки остались в памяти нашего народа.
Флот союзников обладал громадным превосходством перед русским Черноморским флотом. Русским пришлось пойти на то, чтобы, затопив часть флота у входа в бухту, закрыть доступ в нее иностранным эскадрам, а командами кораблей усилить число защитников крепости. Адмиралу Нахимову была поручена организация обороны южной стороны. 14 сентября 1854 г. Нахимов издал приказ своим морякам: «Неприятель подступает к городу, в котором весьма мал гарнизон. В необходимости нахожу затопить суда вверенной мне эскадры и оставшиеся на них команды с абордажным оружием присоединить к гарнизону. Я уверен в командирах, офицерах и командах, что каждый из них будет драться, как герой; нас соберется до трех тысяч, сборный пункт на Театральной площади».
Осада началась в то время, когда Севастополь по нерадению и легкомыслию высшего командования был вовсе не укреплен с сухого пути. Нахимов немедленно с величайшей энергией принялся за сооружение укреплений. Бастионы росли день ото дня. 5 октября началась первая бомбардировка Севастополя. 1500 орудий неприятельского флота с моря и 136 орудий с суши открыли ужасающий огонь по Севастополю. Однако первая же бомбардировка показала, что дух гарнизона высок, что бойцы полны решимости отстоять крепость. Нахимов с присущим ему хладнокровием лично руководил огнем 5-го бастиона. В первом артиллерийском поединке крепость одержала победу — сухопутные неприятельские батареи были вынуждены замолчать, а флот отошел сильно поврежденный.
Потери русских были также весьма велики. Сам Нахимов был ранен в голову. Гарнизон потерял более 1000 человек убитыми и ранеными.
Один из севастопольцев — П. Берг, автор известных в свое время «Записок об осаде Севастополя», так описывает Нахимова: «С первых чинов до последнего адмиральского Нахимов держал себя со всеми просто и одинаково. Когда кругом все делалось иначе, когда большинство по мере повышений уходило вдаль и подчас становилось вовсе недосягаемым, — Нахимов был все тот же простой, беспеременный Павел Степанович Нахимов, душа-товарищ, отец-командир, всегда и всем доступный… Во время осады не было в Севастополе ни одного человека, кто бы не знал имени Нахимова».
Особой популярностью он пользовался среди солдат и моряков на бастионах и батареях. Его любовно называли «отцом матросов».
В личной жизни Нахимов был нетребователен и по-солдатски скромен. Когда в награду за боевые заслуги он получил значительную аренду, то, не стесняясь, сказал: «На что мне аренда, лучше бы бомб прислали».
Капитан А. Асланбегов в биографическом очерке о Нахимове приводит собственные слова адмирала, которые в высшей степени характерны для него и которые объясняют причину его громадной популярности среди моряков: