Защита Севастополя со стороны моря в течение зимы 1854/55 г. по-прежнему обеспечивалась береговыми батареями и заграждением из затопленных кораблей. Соединенный флот после 5 октября ни разу не пытался атаковать главную базу Черноморского флота, и западноевропейские адмиралы были вынуждены признать не только силу и мощь русской береговой артиллерии, но и всю своевременность и эффективность заграждения рейда. Вскоре после 5 октября французский адмирал Гамелей писал: «Если бы русские не заградили входа в Севастопольскую гавань, затопив пять своих кораблей и два фрегата, я не сомневаюсь, что союзный флот, после первого же выдержанного огня, проник бы туда с успехом и вступил из глубины бухты в сообщение со своими армиями; корабли наши потеряли бы не многим более в людях против того, сколько мы их потеряли теперь».
Начиная с сентября 1854 г. и до окончания осады у входа на Севастопольский рейд непрерывно дежурили посменно русские пароходо-фрегаты и вооруженные катера. Придавая очень большое значение стационарному заграждению рейда, Нахимов лично проверял его надежность. По настоянию Нахимова в ночь на 13 февраля 1855 г. на Севастопольском рейде между Николаевской и Михайловской батареями были затоплены еще три линейных корабля и два фрегата, составившие вторую линию заграждения.
Линейные корабли «Чесма», «Вел. кн. Константин», «Париж» и «Храбрый», имевшие в общей сложности около 300 орудий и часть штатной команды, стояли на рейде в полной готовности оборонять базу в случае нового нападения англо-французского флота. Линейный корабль «Ягудиил» занимал прежнюю позицию в Южной бухте и постоянно оказывал огневое содействие войскам гарнизона.
В то время как русские моряки успешно боролись на бастионах Севастополя, прекрасно используя мощную артиллерию своих кораблей, а небольшой отряд пароходо-фрегатов вел активные боевые действия на рейде, огромный англо-французский флот совершенно бездействовал. Боевые корабли соединенного флота были окончательно превращены в транспортные суда.
Под Севастополем не только проявлялась неспособность англо-французского командования к боевому использованию своего флота, но и был наглядно продемонстрирован низкий уровень организации базирования флота. В ноябре 1854 г. во время бури у берегов Крыма стоявшие возле Балаклавы корабли соединенного флота понесли огромный урон; весь берег возле Севастополя покрылся обломками выброшенных бурей на берег кораблей. Всего во время этой бури больше 60 английских, французских и турецких судов погибли и получили серьезные повреждения.
Начиная с марта 1855 г. командование коалиционной армии усилило подготовку к новому штурму Севастополя. 28 марта началась вторая бомбардировка города, которая продолжалась в течение 10 суток. Главнокомандующие войсками противника во время второго бомбардирования Севастополя пять раз собирались на военный совет, пять раз назначали штурм и пять раз его откладывали.
В отличие от первой бомбардировки, обстрел Севастополя 28 марта – 7 апреля производился только с сухопутных укреплений: соединенный флот в обстреле города участия не принимал. Проявив полное бессилие в боевом использовании своего флота, англо-французское командование решило использовать его для грабительских набегов на мирные русские города, расположенные на побережье Черного и Азовского морей. В мае 1855 г. англо-французская эскадра обстреляла Керчь, Бердянск, Геническ, Таганрог, Мариуполь, Ейск. От жестокого обстрела больше всего страдало мирное население этих городов. Бессмысленный характер нападений на приморские города был настолько очевиден, что даже в Англии действия соединенного флота называли варварскими. С задачами снабжения сухопутных войск союзный флот справлялся также плохо.
В отражении второй бомбардировки, как и первой, активное участие приняли пароходо-фрегаты. С каждым днем обороны становилось все труднее действовать русским паровым судам в Севастопольской бухте. Познав мощь артиллерийского огня русских пароходо-фрегатов, противник непрерывно усиливал обстрел бухты, пытаясь уничтожить как паровые суда, так и парусные корабли Черноморского флота. Наряду с артиллерийским обстрелом русских кораблей противник усилил и штуцерный огонь по пароходам, для чего выделялись специальные партии стрелков. Однако усиленный обстрел бухты не парализовал активную деятельность пароходного отряда, а наоборот, вызвал дальнейшее совершенствование тактики и техники парового флота.