Подготовка к атаке города затянулась, что до такой степени затруднило ее успешное выполнение, что фактически сделало ее бессмысленной. Активизация русских сил перед городом не прошла незамеченной, и противник ожидал штурма. Русский отряд возглавил ген. С. А. Хрулев, в его распоряжение было выделено 22 батальона, 24 эскадрона и 5 сотен — всего около 19 тыс. чел. со 108 орудиями.
28 января (9 февраля) в городе были высажены две турецкие и египетская дивизия с двумя эскадронами и двумя батареями полевой артиллерии — всего 21 600 чел. Кроме того, там находился и прежний турецкий гарнизон, около тысячи вооруженных татар, а также несколько сот англичан и французов, на рейде стояло шесть военных пароходов.
5 (17) февраля 1855 г. Евпатория была атакована, но приступ закончился неудачей. Внезапным и весьма неприятным сюрпризом для атакующих был глубокий ров, заполненный водой. Атака споткнулась об это препятствие в самом начале. Солдаты рвались вперед, но Хрулев решил, что возможный успех не окупит потерь. В результате они были невелики: 168 убитых, 582 раненых и контуженных, 18 пропавших без вести (общий урон турок и французов — 377 человек). Убитых при атаке могло быть меньше, но часть раненых была добита турками и татарами. Хрулев опасался, что в ходе боев в городе потери могли достичь такого уровня, что взятую Евпаторию не удастся удержать. Военная акция, нацеленная на достижение не столько военного, сколько морального, внешнеполитического результата, привела к эффекту, обратному ожидаемому.
16 (28) февраля Николай I сместил Меншикова с поста Главнокомандующего Крымской армией и назначил вместо него ген. М. Д. Горчакова.
18 февраля (2 марта) 1855 г. после недолгой болезни император скончался, на престол вступил его сын Александр II. Его первые заявления свидетельствовали о готовности занять бескомпромиссную и жесткую позицию, не допускавшую никаких уступок. Выступая перед представителями дипломатического корпуса, преемник Николая, упомянув о конференции в Вене, заявил, что если она «не будет клониться к нашей чести, — тогда, господа, во главе моей верной России я вместе со всем моим народом буду драться — и скорее погибну, нежели уступлю».
Это соответствовало как убеждениям, так и расчетам сына Николая I. Новое царствование не должно было начинаться с поражения. Как для России, так и для союзников исход осады Севастополя становился вопросом, далеко превосходившим военные последствия. И Петербург, и Париж, и Лондон нуждались в успехе для стабилизации внутреннего положения страны и повышения авторитета правительства среди подданных.
Особенно сложным было положение во Франции, которая несла основные потери в Крыму. Отсутствие ясных для публики целей войны и ее затяжной характер вели к недовольству, весьма опасному для Наполеона III. Император французов вел войну ради престижа Франции и собственной династии — и то, и другое оказалось под угрозой. В начале 1855 г. он даже планировал лично возглавить армию в Крыму, от чего его отговаривали приближенные и союзники. Сделать это было чрезвычайно сложно, так как чем хуже шли дела — тем несговорчивее он становился.
Наполеон был уверен, что его генералы смогут преодолеть свои ссоры и начать энергично действовать только в его присутствии. Этим проблемы не ограничивались. В Великобритании поначалу попросту не хотели передавать ему в подчинение английские части в Крыму, французское правительство опасалось негативных последствий неудач для биржи, политической стабильности и т. п. Австрийцы боялись результатов и побед, и поражений под руководством Наполеона.
Положение в Англии было немногим лучше французского. 29 января 1855 г. в результате жесткой критики положения армии и флота после первой кампании в отставку с поста премьер-министра вынужден был подать Абердин (305 голосов против 148 поддержавших правительство), которого 6 февраля заменил Пальмерстон. Всё это происходило на фоне самой острой критики правительственного курса, жертвой которой стал и сам Пальмерстон. Тем не менее он был единственным политиком, способным возглавить кабинет — это понимали и его критики.
Единственными крупными успехами союзников зимой 1854–1855 гг. стали договор с Австрией и вступление в войну Пьемонта. Впрочем, весной последовало еще одно достижение — в Англии опасались, что в случае очередной неудачи в Крыму в присутствии Наполеона последствия во Франции будут трудно предсказуемы. 13 марта королева Виктория срочно отправила приглашение императорской чете посетить 16 апреля Лондон. Таким образом, опасный визит в Крым был снят с повестки дня. В общем, как правильно отметил современник этих событий, подводя итоги 1854 г.: «Россия начала защитою других — кончает самозащитою. Франция обещала победы — терпит неудачи. Англия рассыпалась в угрозах и пришла к сознанию бессилия. Германия хотела управлять делом и второстепенно идет за другими».
Под Севастополем продолжались ежедневные тяжелые позиционные бои, 7 (19) марта 1855 г. на Малаховом кургане был убит контр-адмирал В. И. Истомин. Переговоры в Вене зашли в тупик, Россия согласилась с требованием относительно свободы навигации по Дунаю и с изменением режима покровительства над Дунайскими княжествами, но категорически отказывалась принимать остальные требования союзников. Последние включали в себя не только уничтожение укреплений и верфей Севастополя и других русских прибрежных крепостей, ограничение русских военно-морских сил на Черном море, но и размещение союзных военных кораблей в устье Дуная и на Босфоре, назначение консулов во все основные южные порты России для наблюдения за ними, предоставление султану права допуска союзных флотов в Черное море в тех случаях, когда оно сочтет их присутствие необходимым. При этом Россия должна была отказаться от права отправки своих судов в Средиземное море.
Теперь уже союзники решили перейти к действиям, чтобы дать своей дипломатии в столице Австрии дополнительные козыри. С 28 марта (9 апреля) по 6 (18) апреля 1855 г. они подвергли Севастополь бомбардировке. С ноября 1854 г. количество русских орудий на оборонительных позициях значительно увеличилось. Теперь против батарей противника могло быть использовано 466 орудий и 532 орудия были предназначены для фланговой, тыльной и внутренней обороны укреплений. Союзники также укрепили свой осадный парк. Французы имели 393, англичане — 148 орудий. Численное преимущество противника усиливалось и превосходством в огнестрельных запасах. С установлением надежной навигации по Черному морю противник начал преодолевать кризис снабжения. К началу бомбардировки англо-французы имели в среднем по 600 выстрелов на пушку, по 500 на мортиру и по на 400 гаубицу. С другой стороны, весенняя распутица значительно осложнила русское снабжение, и в Севастополе имелось в среднем по 300 зарядов на орудие.
В условиях зарядного кризиса и в ожидании штурма командующий русской артиллерией распорядился ограничить расход боеприпасов 5 выстрелами в сутки на орудие, имея в неприкосновенном запасе по 40 выстрелов на орудие. Противник вел обстрел днем и ночью, выстрелы орудий, по словам переживших это, слились в один сплошной вой. Экономия в выстрелах остро чувствовалась гарнизоном. Только в течение первых суток обстрела французы выпустили около 30 тыс., а англичане — около 4 тыс. снарядов, на что гарнизон ответил им 12 тыс. артиллерийских выстрелов. Всего же за время бомбардировки приблизительно на 160 тыс. выстрелов противника русские войска ответили 80 тыс. выстрелов. В ходе обстрела французы потеряли 1585, англичане — 265 чел., общие потери гарнизона составили 6130 чел. Гарнизон, постоянно готовившийся к отражению атаки, вынужден был держать пехоту на укреплениях.
Решительных результатов союзники так и не достигли. Было подбито 15 русских орудий, 13 станков, повреждено 23 платформы, завалено 122 амбразуры. Тем не менее к концу бомбардировки положение Севастополя стало угрожающим. Причиной тому был недостаток пороха. К 31 марта (12 апреля) на некоторых русских батареях осталось не более 75 зарядов, в складе гарнизона хранилось 4726 пудов пороха, в то время как ежедневно расходовалось 2200 пудов. Только к 8 (20) апреля ожидался подход транспорта с 9800 пудами пороха, что могло исправить ситуацию лишь на время. К 3 (15) апреля порох на складах начали доставать даже из ружейных патронов, и всё равно запас равнялся 85 тысячам выстрелов, то есть приблизительно только по 190 на орудие. Исключая увеличенный неприкосновенный запас в 50 зарядов на орудие, который артиллеристы должны были сохранить на случай штурма, этого хватило бы ненадолго, максимум — на 7 дней. 3 (15) апреля Горчаков был готов отдать приказ совершенно прекратить стрельбы и ждать атаки неприятеля.
В ходе заседаний конференции в Вене переговоры медленно, но верно заходили в тупик. Член австрийской делегации в личном разговоре с князем А. М. Горчаковым сказал: «Утомленные затруднениями в Крыму, союзники всегда будут видеть в Севастополе и вашем черноморском флоте постоянную угрозу и опасение относительно Босфора». 29 марта (10) апреля Нессельроде подтвердил в ноте на имя русского посла в Австрии отказ от требований союзников в отношении уничтожения Черноморского флота. 4 (16) апреля, получив этот документ, Горчаков немедленно известил о нем Буоля. Надежды на успех конференции, таким образом, провалились.