平民恐慌起来，所有人都以为联军随时可能从北边进攻，所以当他们看到联军舰队出现在南边时，都感到不解，误以为城市已经被包围了。城市中的许多居民开始自发地逃离，但是被俄军阻止了。
城市供水能力降到了危险的程度，喷泉断了水，居民只能从井里打水，而这个季节井里的水位本来就很低。联军从俄军逃兵那里得知城里的供水来自他们驻扎的高地，于是切断了水源，塞瓦斯托波尔只剩下给海军码头供水的水渠中还有水。
当英法联军在南边高地上安营扎寨，准备炮击的时候，城内的俄军开始夜以继日地加强城南的防御工事。这时候缅什科夫不见了踪影，指挥塞瓦斯托波尔保卫战的任务主要落在三个人的身上：黑海舰队参谋长科尔尼洛夫中将；工兵托托德尔本；军港总指挥纳希莫夫，他是锡诺普海战的英雄，很受水手欢迎。
加强防御工事的工作进行得匆匆忙忙，不得不凑合了事。工程刚开始，守军就发现塞瓦斯托波尔没有铁铲，于是派人去敖德萨紧急采购，三个星期之后派去的人回来了，带回来的却是四百把铁锹。与此同时，城里军民用木板做成木铲开始了工作。
尼古拉一世给戈尔恰科夫将军写信，提醒他当年在面对拿破仑时，是“俄罗斯人的特殊精神”拯救了国家，呼吁他再次鼓起这种精神对抗英法两国。
“告诉我们年轻的水手，我的全部希望都在他们身上。告诉他们不要向任何人低头，寄希望于上帝的慈悲，记住自己是俄罗斯人，是在守卫我们的祖国、我们的信仰，将自己托付在上帝手中。愿上帝保佑你们！我的祈祷全都为你们而做，全都为我们的神圣使命而做。”
同时，联军投入了漫长的围困准备工程。英军在运送火炮时问题重重，不得不把许多大炮拆了，才能从船上运到岸上。而此时的法军已经开始挖堑壕了。他们冒着俄军的炮火，慢慢地朝塞瓦斯托波尔防御工事方向修筑锯齿形的堑壕。三千名法军士兵冒着俄军的猛烈炮火挖掘，每天晚上开挖新堑壕，白天则修补被俄军炮火破坏的部分，爆破弹和迫击炮的炮弹就从他们头顶飞过。
半个月后，法军已经修好了五座炮台，用泥土袋和木头做成栅栏、胸
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