Конфликт начался в 1850 г. со споров, какая из христианских церквей, православная или католическая, должна контролировать святые места в Палестине, быть блюстителем особо почитаемых храмов в Иерусалиме и Вифлееме. За православной церковью стояла России, за католической — Франция. Уже в 1852 г. Франции удалось нанести сильное моральное поражение России тем, что ее президент Луи Наполеон Бонапарт побудил султана признать католических, а не православных священников в качестве управляющих святыми местами в Палестине, общими для всех христианских вероисповеданий.
Санкт-Петербург был очень недоволен. Николай I потребовал от султана смещения его министра иностранных дел. Однако, получив заверения в поддержке западных держав, Стамбул ответил отказом. Это стало непосредственным предлогом для начала войны между Россией и Турцией. Российский император, скорее всего искренне веривший в военное превосходство своей империи, вознамерился воспользоваться случаем для укрепления стратегического положения России на юге Европейского континента, решив раз и навсегда проблему Черноморских проливов, и еще больше упрочить свое влияние на Балканах. Попытки мирного разрешения конфликта не удались — миссия отправленного в Стамбул царского фаворита князя А. С. Меншикова зашла в тупик. Оставался военный вариант.
Николай I допустил крупный просчет в оценке международной обстановки и особенно роли Великобритании. Разрабатывая планы решения Восточного вопроса, он надеялся даже на ее поддержку, лояльное отношение Австрии, которую он спас в 1849 г., а также на нейтралитет Франции. Он исключал возможность действий Англии и Франции единым фронтом, преувеличивая глубину противоречий между ними. Самодержец, рассчитывая на неприязнь Великобритании к главе Франции, только что провозгласившему себя императором Наполеоном III, решился нанести Турции смертельный удар, введя свои войска в Дунайские княжества Молдавию и Валахию, находившиеся в вассальной зависимости от Османской империи. Одновременно царь потребовал от султана признать себя покровителем всех живущих в Турции православных. В ответ на это английская и французская эскадры вошли в Мраморное море. Это был главный просчет Николая I. Обеспокоенный ростом российского влияния, Лондон пошел на сближение с племянником своего смертельного врага. Вдохновленный поддержкой, султан в октябре 1853 г. объявил войну России. Началась третья за столетие русско-турецкая война.
Первоначально турки намечали нанести основной удар по России в Закавказье, воспользовавшись тем, что на Кавказе активные военные действия под руководством Шамиля вели горцы. Был даже составлен план высадки турецких войск в Грузии, навстречу которым должны были двигаться горские отряды. Однако эти планы оказались сорваны. 18/30 октября 1853 г. российский Черноморский флот под командованием адмирала П. С. Нахимова нанес сокрушительное поражение турецкому флоту в Синопе, сорвав десант в Грузии. Затем русские войска нанесли туркам ряд поражений в Закавказье, одновременно отбросив прорвавшихся к селению Цинандали горцев. Над Турцией нависла угроза неминуемого поражения.
Однако последствия этих побед оказались для России роковыми. Правительство Великобритании теперь всерьез стало опасаться, что крушение Оттоманской империи и усиление позиций России в ближневосточном регионе нарушат сложившееся равновесие, что может поставить под угрозу британское владычество в Индии. Серьезную озабоченность высказывали и правящие круги Парижа. В январе 1854 г. англо-французская эскадра двинулась в Черное море. России был направлен ультиматум с требованием очистить Дунайские княжества. В ответ Санкт-Петербург отозвал своих послов из Франции и Великобритании, а в марте русские войска перешли Дунай.
12 марта 1854 г. в Константинополе был заключен союзный трактат между Великобританией, Францией и Турцией, направленный против России. Западные державы соглашались оказать Турции помощь в войне, признали необходимым сохранить ее «независимость» и прежние границы и обязались направить свой флот и сухопутные войска. Султан со своей стороны дал обязательство не заключать сепаратного мира с Россией. После подписания этого трактата королева Виктория 27 марта 1854 г. объявила России войну. На следующий день ее примеру последовал Наполеон III. Через месяц, 10 апреля 1854 г., в Лондоне был подписан между Великобританией и Францией договор о помощи Турции в войне против России. Западноевропейские державы обязались послать в помощь Турции войска и сообща вести военные операции против России. Стороны обязались изыскать средства для освобождения территории Турции от иностранных войск (имелись в виду занятые русской армией княжества Молдова и Валахия).
Константинопольский союзный договор Великобритании и Франции с Турцией и Лондонский англо-французский договор имели целью укрепить решимость Турции продолжать войну против России, поскольку после вывода российских войск в июне-июле 1854 г. из Молдовы и Валахии влиятельные круги в Константинополе стали склоняться к миру с ней. Мощные силы британского и французского флотов появились и на Черном море, и на Балтике. На Белом море англичане подвергли бомбардировке Соловецкий монастырь, на Мурманском побережье сожгли город Колу, а на Дальнем Востоке англо-французская эскадра попыталась захватить Петропавловск-Камчатский.
Однако основные военные действия развернулись теперь на Крымском полуострове, что дало название войне. Собранный на Болгарском побережье мощный десант англичан, французов и турок под командованием маршала Сент-Арно и лорда Раглана высадился на пляжах у Феодосии. 60-тысячная союзная армия сразу же двинулась к основной военно-морской базе в Крыму городу Севастополю. Фактически Севастополь, почти лишенный сухопутных укреплений, мог быть взять союзниками с ходу, но на руку русским пришлись колебания Сент-Арно, сомневавшегося в успешном штурме. Союзная армия обошла город, избрав своей основной базой расположенную южнее Севастополя Балаклаву.
Русскому командованию обороной Севастополя, адмиралам В. А. Корнилову, П. С. Нахимову и В. И. Истомину, удалось воспользоваться передышкой и организовать строительство укреплений вокруг города. Схема их была в кратчайший срок разработана военными инженерами под руководством талантливого строителя Э. И. Тотлебена. У входа в Севастопольскую бухту были затоплены корабли парусного флота, а их пушки и экипажи переброшены на сушу. 5 октября союзники предприняли первую бомбардировку Севастополя. Началась многомесячная осада, вошедшая в анналы российской истории. В ходе военных действий проявилось значительное техническое превосходство союзников как в вооружении, так и в возможностях беспрепятственного подвоза по морю пароходами боеприпасов и свежих войск, в то время как русская армия качественно уступала в артиллерии и стрелковом вооружении. Кроме того, роковым образом сказалось отсутствие железной дороги на юг, что сделало снабжение осажденного Севастополя очень сложной проблемой. Лишь героизм и самопожертвование российских моряков и солдат, офицеров, генералов и адмиралов (в ходе осады погибли Корнилов, Истомин и Нахимов) смогли помешать быстрому овладению Севастополем. Город и укрепления подвергались постоянным обстрелам, несколько раз союзники предпринимали штурм.
В октябре 1854 г. армия Меншикова попыталась деблокировать Севастополь, нанеся неожиданный удар по Балаклаве. Русским удалось отбросить турок, прикрывавших союзную базу, но их наступательный порыв был остановлен англичанами, которые понесли большие потери. Однако успех под Балаклавой не был развит русским командованием. Поражением для русских закончилось и новое сражение через несколько дней под Инкерманом. Здесь особенно гибельно проявилась техническая отсталость. Русские гладкоствольные кремневые ружья оказались бессильны против штуцеров — новейших нарезных винтовок союзников. Война стала принимать затяжной характер.
Развитие событий на других театрах не оказало существенного воздействия на ход войны в целом. На Балтике англо-французский флот захватил Бомарсунд, небольшую крепость на Аландских островах, и подверг бомбардировке Свеаборг, военно-морскую крепость около Гельсингфорса, однако предпринять что-либо непосредственно против российской территории союзники не решились. Прибытие мощных англо-французских сил на Балтику повлияло на позицию Швеции, где оживились, казалось, забытые реваншистские настроения. В Стокгольме некоторые круги всерьез стали думать о возвращении Финляндии, хотя население Великого княжества проявило полную лояльность в отношении России. В прессе и публицистике как Великобритании и Франции, так и скандинавских стран стали активно обсуждаться слухи о намерениях России захватить незамерзающие порты Северной Норвегии для создания военно-морской базы против Великобритании. В результате активности союзной дипломатии на самом исходе войны, в ноябре 1855 г., в Стокгольме между Великобританией и Францией, с одной стороны, и «Соединенными королевствами Швецией и Норвегией» — с другой, был заключен оборонительный союз, по которому Швеция-Норвегия обязались не уступать России своей территории, а союзники — защищать их в случае покушения со стороны России.
Надежды Николая I на помощь Австрии, которой он помог в 1848 г., оказались напрасными. Более того, у Вены были свои причины не желать завоевания Россией Балкан и крушения Турции. Австрия мобилизовала свою армию и оккупировала Валахию и Молдавию, откуда русские войска были вынуждены эвакуироваться. Россия держала на юго-западе целую армию. Дипломатически Санкт-Петербург оказался в состоянии изоляции, хотя союзникам и не удалось объединить против него все европейские державы. 2 декабря 1854 г. между Австрией, Францией и Великобританией был заключен договор против России. Австрия подписала этот договор в надежде получить после поражения России в Крымской войне контроль над княжествами Молдова и Валахия. Договор обязывал стороны не вступать ни в какое сепаратное соглашение с Россией. Австрия брала на себя оборону Молдовы и Валахии от российских войск. Стороны заключили между собой оборонительный и наступательный союз и обязались не подписывать сепаратного мира. Вскоре к договору присоединилась и Пруссия.