28 марта союзники начали вторую большую бомбардировку Севастополя, которая шла непрерывно и днём, и ночью в течение 10 суток. За время бомбардировки союзники израсходовали 168 700 снарядов, русские – 88 700. Таким образом, на каждый выстрел русских враг отвечал двумя выстрелами. Особенно сильные разрушения производили мортирные бомбы противника. За день бомбардировки у русских выбывало из строя 500–700 человек. Зато, в отличие от первой бомбардировки, союзный флот уже не решался подходить на пушечный выстрел к севастопольским береговым батареям.
6 апреля обстрел Севастополя уменьшился. Проанализировав результаты бомбардировки, англо-французское командование решило отказаться от штурма и продолжить осаду.
В конце апреля – начале мая союзники получили подкрепление: в Крым прибыло 18 тысяч итальянцев под командованием генерала Альфонсо Ла Мрамора. В войну ввязалось Сардинское королевство. Повода к конфликту с Россией у короля Виктора Эммануила II не было. Правившему от имени короля графу Кавуру уж очень захотелось поучаствовать в мирной конференции и включиться в большую европейскую политику. Кроме того, английское правительство пустило «дезу», что оно готово передать Крым… Сардинскому королевству, и кое-кто в Турине клюнул на эту приманку. Пользы союзникам и вреда русским от опереточного сардинского воинства было мало. Об этом можно судить даже по потерям. До конца войны сардинцы потеряли в бою убитыми и умершими от ран аж целых 28 человек, зато свыше 2 тысяч сардинцев умерло в Крыму от холеры, дизентерии и других заболеваний.
25 мая 1855 г. союзники начали третью бомбардировку Севастополя, продолжавшуюся в течение пяти суток. Затем последовал шестидневный перерыв, и 5 июня началась четвёртая бомбардировка, продолжавшаяся двое суток.
В ходе 4-й бомбардировки огнём артиллерии Камчатский люнет был разрушен до основания, а Волынскому и Селенгинскому редутам были нанесены серьёзные повреждения.
Огнём осадной артиллерии все укрепления передовой позиции были разрушены до основания. Воспользовавшись этим, противник двинул в атаку огромные силы (четыре французские дивизии в первом эшелоне и одна турецкая дивизия в резерве), которым противостояло всего несколько батальонов нашей пехоты.
В жестокой схватке, в ходе которой одни и те же укрепления по несколько раз переходили из рук в руки, союзникам удалось захватить все разрушенные укрепления передовой позиции и выбить оттуда незначительные силы их защитников. Но попытки противника подойти вплотную к Малахову кургану и 2-му бастиону успеха не имели.
Победа досталась союзникам дорогой ценой. Они потеряли 6200 человек. Потери русских войск составили 5500 человек.
В ходе боя за передовые укрепления большую помощь сухопутной артиллерии оказала артиллерия флота. Корабли флота «Владимир», «Крым», «Херсонес», выдвинувшись в Килен-бухту, огнём своей артиллерии нанесли большие потери резервам противника, которые находились в Килен-балке.
На рассвете 5 июня 1855 г. началась новая бомбардировка Севастополя. Наиболее сильный огонь обрушился на укрепления Корабельной стороны и левый фас 4-го бастиона. Также интенсивно с новых французских батарей обстреливались русские корабли на рейде и батареи Северной стороны Севастополя. Скоро передние фасы Малахова кургана и 2-го бастиона получили серьёзные повреждения. Также пострадали куртина и 3-й бастион, половина амбразур была завалена, к вечеру неприятели подбили 16 наших орудий, 17 станков, 71 платформу. За день бомбардировки у нас было 1600 раненых. Всю ночь не прекращался неприятельский мортирный огонь, на Малахов курган и 2-й бастион сыпались бомбы.
На следующий день союзники начали общий штурм Южной стороны. В атаку пошли французские дивизии генералов д′Отмара и Брюне, а на 3-й бастион и Пересыть двинулись английские войска. Впереди штурмующих цепей бежали команды со штурмовыми лестницами, позади двигались сильные колонны. Но неожиданно войска д′Отмара были встречены со 2-го бастиона, куртины и Малахова кургана столь сильным ружейным и картечным огнём, что строй их сразу же расстроился, и солдаты спешно укрылись в каменоломнях. Но вскоре командирам удалось навести порядок в своих частях, и французские батальоны вновь устремились на правый фас 2-го бастиона и на куртину. Несмотря на сильный огонь обороняющихся, неприятелю удалось спуститься в ров, и часть вражеских солдат уже стала подниматься на бруствер куртины, но здесь они нарвались на штыки батальона Суздальского полка. Побросав лестницы, французы в панике побежали и снова укрылись в каменоломнях. Колонна, атаковавшая 2-й бастион, также, не выдержав огня обороняющихся, отступила в Килен-балку. Французы предприняли ещё две попытки штурма 2-го бастиона и куртины, но оба раза были отбиты ружейным и артиллерийским огнём обороны. На случай же рукопашной Хрулев уже подвел резервы ко 2-му бастиону и за куртину.
Две колонны дивизии Брюне бросились на Малахов курган и батарею Жерве. Но сильным ружейным и картечным огнём колонна, атаковавшая Малахов курган, была отброшена и обращена в бегство. Вскоре эта колонна предприняла вторую попытку штурма, но снова была отброшена. Две тысячи солдат бригады Ниоля, несмотря на сильный огонь обороны, ворвались на почти не имевшую рва батарею Жерве, подавили сопротивление батальона (300 человек) Полтавского полка, но были остановлены огнём правого фаса Малахова кургана и шести полевых орудий, установленных за ретраншементом. Но около двух батальонов неприятельских солдат на плечах отступавших полтавцев ворвались в поселок на скате Малахова кургана и засели в домиках. Хрулев приказал 5-й роте Севского полка под командой штабс-капитана Островского выбить оттуда неприятеля. Наши солдаты бросились к домикам, из которых французы открыли сильный огонь. Собравшиеся остатки Полтавского батальона устремились за севцами. Начался жестокий рукопашный бой, в котором русские солдаты показали не только свое мужество, но и способность действовать самостоятельно в рассыпном строю. Французы отчаянно сопротивлялись. Каждый домик приходилось брать приступом. Русские солдаты влезали на крыши, разбирали их и бросали камни на головы засевших в домиках французов, врывались в двери и окна и штыками выбивали оттуда неприятеля. Из 138 солдат 5-й роты Севского полка в живых осталось только 33 человека, но русские солдаты выполнили приказ и очистили от французов весь поселок, захватили в плен 9 офицеров и около сотни солдат. Тем временем подоспело подкрепление – шесть рот Якутского полка, которые и довершили разгром неприятельских отрядов. Брюне, также получив подкрепление, ещё три раза пытался занять батарею Жерве, но все три раза французы были отбиты картечным и ружейным огнём.
Три английские колонны несколько раз пытались штурмовать 3-й бастион на Пересыпи, но неудачно. Англичане хорошо подготовились к штурму: впереди колонн шли стрелки и команды с лестницами, фашинами и набитыми шерстью мешками. Но обороняющиеся открыли сильный картечный и ружейный огонь и не пустили неприятеля дальше засеки, а затем вынудили его, бросив все свое инженерное имущество, обратиться в бегство.
К 7 часам утра, 6 июня, все атаки на оборонительную линию были отражены.
Потери русских войск в ходе штурма составили 5445 человек, французских – около 5000 человек, английских – 1728 человек. У французов было убито два генерала – Мейран и Брюне, ранены генералы Лафон и Лоране. У англичан убит генерал Дж. Кампбел, ранены генералы Джонс, Броун и Эйр.
Хоть и с большим опозданием, но неприятельские командующие все же поняли, что Севастополь открытой силой им не взять, что надо последовательно и до конца вести постепенную атаку крепости, приблизив траншеи вплотную к оборонительной линии; необходимо усилить осадную артиллерию; надо перекрыть доступ в Килен-бухту русских пароходов, поддерживающих огнём оборонительную линию.
На Зелёной горе англичане закончили 4-ю параллель, затем устроили 5-ю, во 2-й и 3-й параллелях построили батареи № 15 и № 16, на Воронцовской горке достроили 4-ю параллель и начали строить 5-ю в 280 м от 3-го бастиона, в 4-й параллели построили батарею № 17, а между 3-й и 4-й параллелями – батареи № 18 и № 19. Французы продолжили свою 5-ю параллель напротив Малахова кургана до Докового оврага, укрепились в каменоломнях и вывели траншею до Килен-балки. Затем французы построили 6-ю параллель напротив 2-го бастиона и куртины между ним и Малаховым курганом. К 28 июня передовые траншеи французов отстояли от Малахова кургана на 230 м, от 2-го бастиона и куртины – на 310 м, на скатах Кривой Пятки были построены семь новых батарей (№ 23–27, 29, 30) для обстрела Малахова кургана, 2-го и 3-го бастионов, на Килен-балочной высоте – пять новых батарей (№ 21, 22, 28, 31, 32) для обстрела рейда, 1-го и 2-го бастионов и Малахова кургана. К 5 августа французские траншеи подступили уже на 90 м ко 2-му бастиону.
Укрепили свои позиции и русские. На Корабельной стороне поставили 64 новых орудия, из которых 28 было полупудовыми мортирами для поражения навесным огнём ближайших французских траншей. На Пересыпи установили 14 новых орудий, на Городской стороне – 16. Из этого количества 27 орудий предназначались для борьбы с осадными батареями, остальные – для обороны при штурме. Чтобы предотвратить возможность прорыва союзного флота на рейд адмирал Нахимов усилил береговую оборону постройкой новых батарей. На мысе между Константиновкой и Михайловской батареей была построена батарея на 30 орудий (Нахимовская), между Михайловской и № 4 батареями – на 4 орудия, и батарея № 28 на 10 орудий. К 5 августа оборонительная линия русских усилилась постройкой новых батарей.
На обоих флангах оборонительной линии были сформированы подвижные мортирные батареи, которые могли передвигаться с одного укрепления на другое по мере необходимости, чтобы в нужных пунктах сосредотачивать навесной огонь. Каждая передвижная батарея состояла из 10 мортир полупудового и 8-фунтового калибра.