На следующий день предполагалось выбить неприятеля из занятых им укреплений. Начальник штаба севастопольского гарнизона специальной запиской уведомил Бутакова о предстоящем наступлении и просил обеспечить поддержку сухопутных частей артиллерийским огнем пароходо-фрегатов. Утром 27 мая все пароходо-фрегаты снова встали на позиции у левого фланга и начали обстрел противника, однако из-за отсутствия необходимых сил предполагавшееся наступление было отменено.
Третья бомбардировка Севастополя не принесла противнику ожидаемых результатов. Тогда командование коалиционной армии решило подготовить мощный штурм Севастополя, приурочив его к сорокалетней годовщине сражения под Ватерлоо. О предстоявшем штурме было широковещательно объявлено в европейских столицах. На Западе были уверены в падении Севастополя.
Утром 5 июня началась четвертая бомбардировка города. Готовясь к решительному наступлению, англо-французские войска оделись в парадную форму. Около 600 осадных орудий обрушили свои залпы по русским укреплениям. 10 неприятельских судов попытались приблизиться к Севастопольскому рейду, чтобы поддержать свои войска со стороны моря, но были отогнаны огнем русских береговых батарей. Рассчитывая на внезапность атаки, войска противника в 3 часа 6 июня бросились на штурм города. Против 20 тысяч защитников Корабельной стороны наступало свыше 45 тысяч солдат и офицеров противника. Французские войска двинулись на бастионы № 1 и 2 и на Малахов курган, а английские – на бастион № 3. Защитники города, которыми командовал генерал Хрулев, встретили атакующих сильным артиллерийским и ружейным огнем. Огневое содействие гарнизону оказывал личный состав пароходо-фрегатов. Разгорелось ожесточенное сражение.
Противник понес огромные потери от огня русских пароходо-фрегатов и сухопутных войск. «Этот убийственный огонь, – писал французский главнокомандующий Пелисье, – производился не только с верков, которые мы намеревались взять, но и с неприятельских (т. е. русских. –
В течение летних месяцев 1855 г. пароходо-фрегаты поддерживали своим огнем почти каждую вылазку севастопольцев, причем стрельбу вели преимущественно в ночных условиях. От комендоров русских паровых судов требовалась исключительная точность и своевременность артиллерийского огня, так как позиции противника не были видны с пароходо-фрегатов, и малейшая ошибка и неточность могли привести к поражению или своих отрядов, отправившихся в вылазку, или своих укреплений, расположенных на расстоянии 50—100 м от передовых неприятельских позиций.
Ряды защитников Севастополя редели. За два месяца, с 7 июня по 4 августа, от обстрела противника и в вылазках погибло свыше 12 тысяч севастопольцев. Новые пополнения не покрывали убыли. Все острее ощущался недостаток снарядов. В шканечных журналах русских пароходо-фрегатов все чаще появлялись записи о прекращении огня «за расстрелянием всех снарядов». 28 июня 1855 г. на Малаховом кургане был смертельно ранен руководитель героической обороны Севастополя, выдающийся русский флотоводец адмирал Павел Степанович Нахимов. 1 июля весь севастопольский гарнизон провожал в последний путь своего любимого военачальника.
Чем дольше продолжалась война, тем сильнее проявлялась политико-экономическая отсталость крепостной России. Гарнизон Севастополя не был обеспечен ни продовольствием, ни медикаментами, ни порохом, ни снарядами. Среди интендантов царской армии процветало воровство. Отсутствие в стране хороших путей сообщения исключительно сильно сказалось на боевых действиях в Крыму. Доставка предметов боевого снабжения из внутренних районов России в Крым занимала больше времени, чем доставка аналогичных предметов из Европы для крымской армии противника. Царизм не смог обеспечить и необходимых пополнений для севастопольского гарнизона и полевой армии Горчакова. Огромные силы сухопутных войск России в течение всей войны находились у западных границ империи.
В августе 1855 г. царские генералы потерпели поражение в бою с коалиционной армией при речке Черной. Этот бой еще раз показал, что царские генералы не могли осуществить активные боевые действия, направленные к изменению обстановки под Севастополем.