Благодаря малому расстоянию до русских позиций, французы позволили защитникам сделать только несколько картечных выстрелов, после чего приблизились к укреплениям и бросились в штыковую атаку. Используя численное превосходство, французы смогли прорваться через амбразуры правого фаса люнета Белкина и серьезно потеснить его гарнизон сначала к левому фасу, а затем и вовсе отбросить в Городской овраг.
Обрадованные успехом, французы решили штурмовать вторую линию обороны, однако их дальнейшее наступление, было остановлено картечью и ружейным огнем 5-го бастиона, на котором штурм тогда уже был отбит. Одновременно с этим, подоспевший с Чесменского редута, командир Житомирского полка, полковник Жерве, с одним из своих батальонов стремительно атаковал неприятеля в штыки и выбил французов с люнета.
Не желая смириться с неудачей, Левальян приказал штурмовать повторно. Вновь, благодаря близкому расстоянию, французы смогли достичь люнета и даже ворваться в него, но после жестокой схватки были полностью выбиты оттуда подошедшим подкреплением, в виде двух рот Минского полка, прибывших с Чесменского редута во главе с самим генералом Хрущевым. В результате жаркой схватки французы были отброшены к своим траншеям, потеряв множество людей убитыми и девяносто человек пленными; в числе последних находился подполковник Ле-Баннёр.
В отличие от своего соседа, люнет Шварца не был захвачен лобовой атакой противника, во многом благодаря картечному огню, который велся из нескольких орудий 5 бастиона. Сам генерал Кустон, который вел одну из своих колонн на штурм этого укрепления, был тяжело ранен в ногу и покинул поле боя. Так же от картечного огня выбыли из строя многие офицеры бригады, что самым пагубным образом сказалось на управлении войсками.
Понеся большой урон и спасаясь от губительной картечи, французы бросились в глубокую лощину около 5 бастиона и залегли в обрыве, откуда до люнета им оставалось не более 40 шагов. К большому несчастью солдат императора, там ещё весной, были заложены, три камнеметных фугаса с гальваническим приводом, на случай штурма бастиона. Как только неприятель столпился в лощине, фугасы были немедленно взорваны.
Дым еще не рассеялся полностью, а те, кто уцелел от ужасного взрыва, уже были атакованы ротою Подольского полка под командованием подпоручика Банковского. Озлобленные непрерывным обстрелом и большими потерями среди личного состава, русские солдаты перекололи всех, кто не успел вовремя поднять руки и покорно бросить оружие к ногам мстителей. Всего в плен было взято шесть офицеров и семьдесят восемь нижних чинов.
После взрывов гальванических мин атака на 5 бастион шла довольно вяло, потому что французы сильно боялись новых взрывов. Поэтому они ограничивались лишь громкой перестрелкой с гарнизоном бастиона. Во время стрельбы загорелась туровая одежда внутренней крутости, которая угрожала перейти на пороховой погреб. Возник критический момент, с которым гарнизон бастиона блестяще справился. Стремясь спасти бастион и своих товарищей, солдаты Белостокского полка храбро сражались с огнем, тогда как остальные их товарищи густым ружейным огнем отогнали неприятеля от бруствера и заставили скрыться его в траншеях.
Неудачей закончилась попытка штурма 4 бастиона войсками генерала д'Отемара, которые согласно плану командующего наступали вместе с сардинцами. По замыслу Пелесье, 4 бастион был должен быть взят совместным ударом с фронта и фланга, причем роль "пушечного мяса" во фронтовой атаке отводилась сардинцам.
Как только прозвучал сигнал штурма, французская колонна во главе с генералом Риве устремились к промежутку между 4 и 5 бастионом, намереваясь выйти в тыл 4 бастиону и захватить его с горжи. В момент атаки к ним присоединился отряд генерала Трюшона из дивизии Левальяна, вместе с которым был начальник штаба дивизии Левальяна, полковник Ле-Телье-Валазе. Кроме этого, в помощь сардинцам была направлена бригада генерала Бретона, которая должна была вселять в них уверенность, а так же контролировать действия столь ненадежных итальянцев.
На бумаге все было прекрасно, и 4 бастион должен был непременно пасть, однако, едва лишь эти полки тронулись с места, как жестокий картечный огонь полностью перемешал все карты союзников. Едва пройдя половину пути, сардинцы бросились отступать и никакими силами, нельзя было заставить их двигаться вперед. Пытаясь остановить итальянцев, погиб генерал Бретон, что самым пагубным образом сказалось на наступлении французов.
В распоряжении генерала де Салю были отнюдь не самые лучшие и стойкие части, все самое лучшее было брошено Пелесье на Малахов курган. Поэтому, как только вслед за Бретоном погибло несколько штаб-офицеров, французы поспешили отойти в свои траншеи. Такая же участь постигла штурмовую колонну генерала Риве.
Стремясь подать живой пример своим не очень активным солдатам генерал постоянно находился в передних рядах наступающих войск. До цели оставалось всего двадцать шагов, когда от очередного залпа русской артиллерии пал генерал Риве, а генерал Трюшон был сильно контужен взрывом вражеской гранаты. Одномоментно лишившись командиров, французы решили больше не испытывать судьбу и отступили.
Около трех тридцати пополудни, генерал де Саль, собрав в траншеях дивизию Левальяна, которая потеряла общими выбывшими более тысячи шестисот человек, собирался вновь атаковать 4 и 5 бастион в содействии с дивизией д'Отемара и резервов. Но в это время пришел приказ от генерала Пелесье, ограничиться канонадою по русским укреплениям.
Подобное решение французского главнокомандующего было обусловлено его желанием, сковать русские войска боем и не допустить их переброски к Малаховому кургану, где в этот момент решалась судьба всего сражения. Кроме этого, не будучи уверен в том, что занятие Малахова повлечет за собою падение Севастополя, он хотел сохранить свои войска в целости.
Тем временем вокруг Малахова кургана шло ожесточенное сражение. Русские стремились всеми силами вернуть утраченную позицию, тогда как французы хотели расширить свой плацдарм в обороне неприятеля. Узнав, что Боске выбыл по ранению, к месту сражения прибыл сам Пелесье, взяв в свои руки ведение штурма русских позиций. Повинуясь его приказам, французы еще трижды пытались овладеть вторым бастионом, но каждый раз откатывались обратно под ударами штыков и картечи обороняющихся.
Терпя неудачу со вторым бастионом, Пелесье решил ударить по батарее Жерве, которая примыкала своим левым флангом к Корниловскому бастиону. С этой целью "африканец" послал Мак-Магону подкрепление в три тысячи человек вместе с мортирной батареей, доведя общую численность французского гарнизона кургана до восьми тысяч человек.