Чрезвычайно велика была и проблема организации лечения и размещения больных и раненых. Сразу же после Альмы обнаружилось, что медицинских возможностей армии и флота в Крыму совершенно недостаточно для решения возникших проблем. К моменту высадки союзников в госпиталях Севастополя, Симферополя, Феодосии, Керчи и Перекопа имелось 1950 мест, вместе с городской больницей Симферополя, запасными госпиталями и лазаретами можно было обеспечить всего 3000 мест, то есть госпитальных возможностей на полуострове едва хватило для раненых под Альмой. В конце сентября 1854 г. по распоряжению Меншикова в Крыму для армии были освобождены два госпиталя на 1200 мест — в Вознесенске и Новой Одессе, госпиталь в Херсоне был расширен до 1500 мест, а октябре 1854 г. в Николаеве были открыты два новых отделения местного госпиталя на 1000 мест. Этого оказалось недостаточно. Особенно тяжелым было положение в самом Севастополе. Уже в конце 1854 г. Пирогов потребовал приступить к очищению госпиталей на Южной стороне города, где они находились в сфере досягаемости огня союзников и расширению госпиталей на Северной стороне. Весной 1855 г. раненых начали размещать на Николаевской батарее, а затем и на трех линейных кораблях — «Императрица Мария», «Чесма» и «Ягудиил». Последняя мера оказалась чрезвычайно удачной.
Не хватало врачей: в Севастополе на каждого врача приходилось по 100 раненых. Быстро увеличить число медиков было невозможно: в Симферополе, например, в начале войны было только 4 доктора. Кроме того, не хватало лекарств, перевязочных средств, квалифицированной обслуги, даже свежей соломы для подстилки на нарах. В начале ноября 1854 г. в госпиталях и лазаретах Крымской армии находилось 27 244 чел., из которых 10 553 — раненых. Легкораненые обычно оставались в строю, большое количество раненых и больных (до шести тысяч человек) было размещено в развернутых на Южной стороне госпиталях, остальных вывозили вглубь полуострова и далее.
Все ближайшие к Севастополю города превратились в гигантские госпитали. С 1 (13) ноября 1854 г. по 1 (13) марта 1855 г. из госпиталей Севастополя и Симферополя было вывезено около 15 тыс. чел. В Симферополе до войны проживало 12 тыс. жителей, а в сентябре 1855 г. его население увеличилось на 13 тыс. больных и раненых, которых необходимо было снабжать продовольствием и медикаментами. Число больных и раненых постоянно росло, и вместе с войсками к 1856 г. население города достигло уже 60 тыс. чел. В городе почти не осталось домов, не занятых больными или ранеными, а они всё прибывали и прибывали. Повсюду стоял запах госпиталя. Значительную помощь оказала прибывшая сюда 30 ноября (12 декабря) 1855 г. Крестовоздвиженская община попечения о раненых в Крыму. Первоначально их было всего 58 сестер во главе с иеромонахом. На перевязочных пунктах в самом Севастополе добровольно работали помощницами жительницы города.
Если положение русских было весьма сложным, то для англо-французов зима 1854–1855 гг. стала катастрофой. К тифу и холере, высокому уровню смертности, колоссальным проблемам при эвакуации больных и раненых прибавились обмороженные. Особенно страдали британцы. Теплой одежды и жилья не было — у англичан было зарегистрированы многочисленные случаи обморожения. Впервые на русскую сторону стали перебегать дезертиры от союзников — это были жертвы голода и холода. Пленные жаловались на плохое качество галет и постоянный недостаток пищи, особенно горячей. Союзники испытывали нужду буквально во всем, включая чистую воду и дрова для отопления. В окрестностях Севастополя и Балаклавы были вырублены все деревья, в огонь пошли даже корни виноградников, но этого было мало. В трагическом положении оказались и кони союзников — запасы заранее заготовленного англо-французами в Байдарской долине сена были сожжены казаками, компенсировать эту потерю было нечем. В результате за время зимовки была потеряна кавалерия, уже к концу декабря 1854 г. в британской легкой кавалерийской дивизии осталось только 60 лошадей, причем состояние их было таким, что несчастных животных пришлось списать в обоз.
Размещение людей также было не идеальным. Надежной крыши над головами союзники не имели. Первые палатки прибыли в английский лагерь только 22 сентября (4 октября), а ноябрьский шторм уничтожил многие из них. Люди долгое время вынуждены были ночевать под открытым небом.
Дожди, сырость, холод и однообразное питание резко ухудшили санитарное положение войск. С осени 1854 до весны 1855 гг. армии союзников понесли огромные потери из-за болезней. Медицинская часть была организована безобразно: на 75 тыс. французов было 450 врачей, в то время как заболевших зимой было 89 тыс., а весной — 106 тыс., то есть почти каждый солдат и офицер болел несколько раз. У англичан на всю профессиональную 80-тысячную армию было 448 врачей. С 1 октября 1854 г. по 30 апреля 1855 г. из 28 939 чел. заболевших умерло 10 053 чел. Уровень безвозвратных санитарно-медицинских потерь был равен приблизительно 6 из 10, то есть 60 %.
Болезни, принявшие характер эпидемий, вновь усилились к осени 1855 г. Во многих полках не было ни врачей, ни лекарств, что приводило к массовым потерям. Так, например, 46-й английский полк, высадившийся в Балаклаве 10 ноября 1854 г. в составе 706 чел., уже к началу января потерял 114 умершими от болезней и еще 257 больными. Полк за это время не был в бою ни одного раза.
12 декабря 1854 г. английский парламент под угрозой отставки правительства принял закон, позволявший набор иностранных наемников в армию, — явное свидетельство того, насколько непопулярной стала война в английском обществе. Потери нельзя было возместить за счет добровольцев из числа собственных подданных.
Хуже всего было туркам. В английском лагере их использовали вместо вымершего тяглового скота и почти не снабжали продовольствием. В среднем зимой 1854–1855 гг. ежедневно умирало по 300 турецких солдат. С 19 сентября 1854 г. по 28 сентября 1855 г. англичане потеряли в Крыму убитыми и умершими от ран 239 офицеров и 3323 солдата. В то же самое время потери замерзшими составили 2873 чел., от холеры умерло 35 офицеров и 4244 солдата, а от других болезней — 26 офицеров и 11 425 солдат. Уровень санитарных потерь в Крыму был даже больше, чем в Индии, где в это время англичане в среднем ежегодно теряли 4830 умершими и 5880 заболевшими из 70-тысячной армии.
Пик потерь от болезней выпал на зиму 1855 г., и благодаря значительному, но запоздалому финансированию, санитарное положение британских войск было улучшено только к зиме 1856 г. В феврале 1856 г. правительство заключило контракт на строительство железной дороги от Балаклавы до осадных позиций. Это была первая военная железная дорога, имевшая общую протяженность в 39 миль, резко облегчившая снабжение к весне 1856 г. Впрочем, англичане перебегали в русский лагерь и зимой 1856 г.: голод, холод и болезни продолжали косить их солдат. Помощь была запоздалой: прекрасно подготовленная кадровая британская армия уже была уничтожена болезнями, слабо обученные подкрепления не могли компенсировать этой потери. Что касается французов, то у них изменений в качестве снабжения фактически не было. В конце января 1855 г. в Крыму находилось 71 326 французов, около 15 тыс. англичан и несколько тысяч турок — всего до 90 тыс. человек.
Потери конца 1854 — начала 1855 гг. были несколько компенсированы появлением нового союзника. Он появился как нельзя более вовремя. Если французам удалось почти удвоить численность своей армии, то англичане столкнулись со значительными проблемами. Набранные в 1854 г. 23 тыс. новобранцев еще не были обучены, попытки заменить милицией гарнизонные полки с целью высвободить их для Крыма не обеспечивали нужного количества солдат и офицеров. Компенсировать разрыв планировали даже с помощью создания иностранных легионов. 16 января 1855 г. к коалиции присоединилось королевство Сардиния (Пьемонт). В конце 1852 г. Виктор-Эммануил назначил премьер-министром графа К. Кавура — этот политик, в отличие от своего короля, не считал, что «Italia fara da se» (то есть справится своими силами), и в своих планах по объединению полуострова рассчитывал опереться на поддержку внешних сил, и прежде всего — Франции, тем более что правительство королевства Обеих Сицилий — консервативного alter ego Пьемонта на полуострове — не скрывало своих симпатий в пользу России. Король Фердинанд II даже запретил экспорт товаров, которые могли быть использованы для снабжения англо-франко-турецкой армии в Крыму.
Посылка сардинского корпуса в Крым позволяла Кавуру несколько восстановить потрепанный Радецким в 1849 г. военный престиж королевства, надеяться на полноправное участие наравне с великими державами на международном конгрессе по заключению мира и поставить там на повестку дня итальянский вопрос. Именно поэтому глава сардинского правительства категорически отказался от получения субсидий от Англии и Франции, заявив, что его солдаты должны рассматриваться в качестве «союзников, а не слуг». Что касается противоречий в восточной политике великих держав, то они интересовали Кавура только с точки зрения интересов объединения Италии. Это понимали и в Вене, где вступление в войну Сардинии было встречено весьма негативно. «Никогда знамена Пьемонта, даже если они развиваются рядом с французскими, — заявил Буоль французскому послу, — не будут ничем иным, как вражескими полевыми значками».