Воспользовавшись спором из-за святынь, Николай I усилил нажим на Турцию. На переговоры в Константинополь был послан царский любимец А.С. Меншиков. Светлейший князь пробовал свои силы на разных поприщах (военном, морском, дипломатическом), но нигде не достиг особых успехов. Он был человеком средних способностей, но при помощи светских манер, неожиданных выходок и натужного остроумия умел создать преувеличенное о себе представление. При дворе султана Меншиков повел себя крайне надменно. Переговоры вскоре зашли в тупик, и миссия Менши-кова только обострила конфликт.
Готовясь к войне, Николай I рассчитывал на неприязненное отношение английского правительства к отпрыску Наполеона. Но сильно просчитался. Традиционная политика Англии заключалась в том, чтобы не допускать преобладания на европейском континенте какой-то одной державы. Возвышение Николая после подавления европейских революций и его широкие планы беспокоили Лондон.
Николая I не смутил отказ английского правительства от союза с ним. Он продолжал нажим на Турцию, требуя от султана признать его покровителем всех православных, живущих в Турции. В подкрепление этих требований были введены русские войска в Молдавию и Валахию, которые находились в вассальной зависимости от Турции. В ответ английская и французская эскадры вошли в Мраморное море. Ободренный этим, турецкий султан в октябре 1853 г . объявил России войну.
Военные действия в Дунайских княжествах развертывались вяло. Основной удар Турция намечала нанести в Закавказье, рассчитывая на встречные удары отрядов Шамиля. Предполагалась высадка десанта на побережье Грузии. Но этот замысел сорвали решительные действия русского флота. 18 ноября 1853 г . русская эскадра под командованием Павла Степановича Нахимова прорвалась в Синопскую бухту, где стоял турецкий флот, и наголову его разбила.
В последующие месяцы русские войска нанесли ряд поражений туркам в Закавказье. Воины Шамиля, прорвавшиеся до селения Цинандали, были остановлены и отброшены в горы.
Спасая Турцию от неминуемого поражения, в январе 1854 г . англо-французская эскадра вошла в Черное море. В ответ русское правительство отозвало своих послов из Парижа и Лондона. В марте 1854 г . русские войска перешли через Дунай. Ультиматум Англии и Франции об оставлении Молдавии и Валахии был отвергнут. 15 (27) марта английская королева Виктория объявила России войну. Днем позже это сделал Луи Бонапарт, успевший к тому времени провозгласить себя императором Наполеоном III.
Союзникам не удалось создать общеевропейскую коалицию против России. Лишь небольшое Сардинское королевство примкнуло к ним. Но Австрия, формально оставаясь нейтральной, сосредоточила свою армию на границе Дунайских княжеств. Русские войска вынуждены были отойти сначала за Дунай, а затем за Прут.
Англо-французская эскадра появилась в Балтийском море, блокировала Кронштадт и Свеаборг. На Белом море английские корабли подвергли варварской бомбардировке Соловецкий монастырь, а на Мурманском побережье сожгли старинный русский город Колу.
В августе того же года англо-французская эскадра появилась перед Петропавловском-Камчатским. Небольшой русский гарнизон под командованием адмирала B.C. Завойко оказал героическое сопротивление и вынудил противника отступить.
С лета 1854 г . на побережье Болгарии стала сосредоточиваться англо-французская армия. Ею командовали маршал Сент-Арно и лорд Раглан. До русского командования доходили слухи, что союзники нацеливаются на Севастополь. Но А.С. Меншиков, командующий русскими войсками в Крыму, лишь посмеивался над такими слухами.
Местом высадки десанта Сент-Арно избрал пустынные пляжи близ Евпатории. 60-тысячная армия союзников сразу же двинулась на Севастополь. 8 сентября 1854 г . она встретилась на р. Альме с 35-тысячной русской армией под командованием Меншикова. Огонь англо-французской эскадры позволил союзникам обойти русские войска с фланга и продолжить движение на Севастополь.
Главная база Черноморского флота почти не имела сухопутных укреплений. Союзники могли овладеть Севастополем с ходу. Тем более что Меншиков, не очень заботясь о его судьбе, отступил к Бахчисараю. Но на подходе к городу у союзников возникли сомнения относительно успешности немедленного штурма. Решающее слово было за Сент-Арно, но неожиданно обострившийся давний недуг не позволил ему принять правильное решение. Союзники пошли в обход бухты, чтобы обеспечить себе морскую базу в Балаклаве и действовать против Севастополя с юга.
Адмиралы В.А. Корнилов, П.С. Нахимов и В.И. Истомин, взявшие на себя командование обороной, удачно использовали неожиданную передышку. Вокруг города срочно возводились укрепления. Их схему разработали военные инженеры под руководством Э.И. Тотлебена. Наскоро сделанные укрепления из земляных валов, траншей, мешков с песком, корзин с землей (туров) были хорошо приспособлены к местности и отвечали современным условиям боя. К тому же защитники Севастополя затопили у входа в бухту несколько судов и преградили доступ в нее вражескому флоту.
Утром 5 октября союзники начали бомбардировку. В тот день адмирал Корнилов, объезжая бастионы, отмечал недостатки в обороне, давал указания, старался определить успешность ответного огня русских батарей. На Малаховом кургане он был смертельно ранен. «Отстаивайте же Севастополь...», — сказал он, теряя сознание.
Бомбардировка нанесла большие потери защитникам города. Не избежали их и союзники. У них было взорвано три пороховых склада, получили повреждения некоторые корабли, участвовавшие в обстреле города. Главное же, не удалось заставить замолчать русскую артиллерию. И поэтому не состоялся штурм, который должен был последовать сразу после бомбардировки.
После высадки союзников в Крыму Меншиков считал войну проигранной. Но царь требовал активных действий. Главнокомандующий правильно рассчитал, что слабым местом у союзников является Балаклава. Здесь стояли англичане. С тыла их прикрывали турки. 13 октября русская армия сбросила турок с нескольких редутов. Затем русские войска были остановлены подоспевшими англичанами. На место сражения явились Раглан и Ф. Канробер, заменивший умершего Сент-Арно. В подзорную трубу Раглан разглядел, что русские стаскивают с редутов турецкие пушки, и ему стало Досадно. Канробер был против штурма утраченных редутов, но Раглан бросил в атаку отборный полк легкой кавалерии. Отпрыски древнейших аристократических родов Англии служили в этом полку. В атаку их несли чистокровные английские лошади. Русские занимали окружающие долину высоты, и их позиция напоминала вытянутую подкову. Они выждали, когда полк углубился в эту «подкову», и начали обстрел картечью с флангов и в лоб. Разгром довершила русская кавалерия. Лишь при помощи подоспевших французов остаткам полка удалось вырваться из «долины смерти». «Атака легкой кавалерии» стала потрясением для английского общества.
Русское командование не использовало успех под Балаклавой. Через несколько дней произошло новое сражение, под Инкерманом. Оно началось удачными атаками русских войск против англичан. Но тем на помощь вовремя пришли французы, а в русской армии из-за неразберихи резервы не были задействованы. Большой урон русским войскам причиняло новейшее стрелковое оружие союзников (нарезные дальнобойные винтовки). Русские пули из гладкоствольных кремневых ружей не долетали до неприятеля. Сражение под Инкерманом закончилось поражением русских войск.
Война приобрела затяжной характер. Союзники наращивали свои силы, получая по морю боеприпасы и подкрепления. Для русской армии проблема боеприпасов становилась все острее. Маломощная русская военная промышленность не справлялась с возросшими заданиями, обозы с боеприпасами вязли на размытых дорогах. Защитникам Севастополя приходилось отвечать одним выстрелом на 3—4 неприятельских. Поскольку сохранялась угроза со стороны Австрии, одна из русских армий оставалась близ юго-западной границы. После Инкермана поражение России в этой войне стало очень вероятным.
Жители Петербурга с конца 1854 г . все чаще замечали по ночам высокую фигуру императора, в одиночестве ходившего по Дворцовой набережной. Здоровье все чаще подводило его, но он не обращал на это внимания. В начале февраля 1855 г . Николай слегка простудился. Несмотря на это, к изумлению придворных, он надел легкий плащ и при 20-градусном морозе поехал на смотр войск в открытых санях. Назавтра он повторил эту поездку. Возмущенный доктор заявил, что это самоубийство. И действительно, вечером царь слег. Последним его распоряжением было смещение Меншикова и назначение на его место М.Д. Горчакова. Прощаясь с семьей и старшим сыном Александром Николаевичем, он сказал: «Мне хотелось, приняв на себя все трудное, все тяжелое, оставить тебе царство мирное, устроенное и счастливое. Провидение судило иначе. Теперь иду молиться за Россию и за вас. После России, я вас любил более всего на свете. Служи России». 18 февраля 1855 г . Николай I умер. Современников поразила эта внезапная смерть. Нечаянная реплика доктора передавалась из уст в уста, обрастая причудливыми подробностями. Говорили даже, будто по требованию царя доктор дал ему яду.