4月5日，英國陸軍在加拉波利登陸。隨後聯軍的作戰計劃在這裏誕生。由6萬英法陸軍在海軍的配合下在克里米亞半島登陸，6星期內拿下俄國海軍基地塞瓦斯托波爾要塞。這個目標很有限，目的是消滅俄國的黑海艦隊，結束俄國在黑海的優勢。這符合英國的願望，對法國而言，開戰本身就達到了目的。隨着更多的部隊到達，聯軍開始向君士坦丁堡進發。當地的酒和女人非常便宜，梅毒在聯軍士兵當中非常普遍。當地的衛生條件非常糟糕，英國的後勤也同樣糟糕。自拿破崙戰爭以來，英軍的後勤訓練被荒廢了。大多數軍官都沒有經歷過戰爭，哪怕是低強度殖民地衝突。法軍情況要好的多。拿破崙被打敗了，但法國並沒有失敗。法軍陸軍仍是歐洲裝備最好、組織最完善的軍隊，很多軍官擁有作戰經驗，後勤系統也很有效。武器裝備方面，英法的優勢來源於新式線膛步槍----米尼步槍。線膛步槍相對於滑膛槍最大的優勢在於射程和精度。滑膛槍的有效射程只有150碼(一碼約合0.914米)，並且精度很低。而線膛步槍有效射程也達到500碼。法軍在1840年代後期率先裝備了米尼步槍，這使得它在同時期列強陸軍中擁有巨大的技術和戰術優勢。新步槍帶來新戰術。拿破崙時代的散兵線隊形可以進一步拉大，避免被對手火力密集殺傷。而對手的密集隊形將在更遠的距離上遭到精確火力射擊。此外炮兵的角色發生重大變化，因爲野戰火炮的典型射程大多數在1000-1500碼，有的輕型火炮甚至只有600-800碼，相對於步槍射程優勢變小。炮兵的作用變的類似後來的機槍，作爲步兵的火力倍增器。儘管高層反映遲鈍和對線膛步槍的不信任，英軍還是在1851年裝備了1851式米尼步槍，這構成克尼米亞戰爭中英國陸軍的主戰單兵武器，併發揮了巨大的作用。
英軍陸軍的參戰部隊包括4個步兵師，1個輕裝步兵師和1個騎兵師。整個師在6000人左右。法國陸軍的參戰部隊是4個步兵師和2個騎兵旅。編制情況和英軍差不多。根據當時的炮兵技術水平，法軍的做法更適應實戰需要。騎兵在法軍中的地位比起拿破崙時代大大下降，新式米尼步槍使得騎兵突擊力下降，因此法軍很少使用大騎兵軍團。英軍指揮官是拉格倫男爵。一個平易近人的貴族。法軍司令是阿爾芒·雅克·勒魯瓦·德·聖阿爾諾元帥。法國大革命造就的新一代法國軍人。
1854年4月20日，俄國遭到開戰以來的最大打擊，普奧兩國宣佈保持中立，並祕密結爲防禦同盟。中立的理由顯而易見，但沙皇看不到這一點。神聖同盟在最關鍵的時候失靈，使他感到沮喪和憤怒。彷彿爲了給沙皇傷口再撒一把鹽，英法艦隊於1854年4月22日炮擊奧德薩，表明英法實實在在準備跟俄國打一仗。1854年6月3日，奧地利完成部署，在匈牙利與瓦拉幾亞和摩爾達維亞的邊境陳兵8萬，並向俄國發出最後通牒，要求俄國立即從兩公國撤軍。1854年6月14日，奧地利又同土耳其簽訂條約，土耳其同意奧地利佔領兩公國直到戰爭結束。奧地利的輕率和貪婪將1815年以來的俄奧友誼徹底葬送，從此兩國關係再也沒有好過。沙皇此時感到可恥的背叛，他終於明白自己落入一個可怕的陷阱。戰爭和他當初的預想完全兩樣，敵人越來越多，而朋友加兄弟的奧皇弗蘭茨·約瑟夫一世的背叛，使他對戰爭開始失去信心，但戰爭還要打下去。奧地利皇帝此時正忙於迎娶來自巴伐利亞的茜茜公主，可謂一個天堂一個地獄。尼古拉嚴令俄軍取得一場勝利來穩定局勢。6月22日，俄軍統帥米哈伊爾·德米特里耶維奇·戈爾恰科夫親王親自指揮對斯里查要塞的圍攻。
俄軍傾全力苦戰一天，米哈依爾·戈爾恰科夫本人也在戰鬥中負傷，還是沒有拿下斯里查要塞。俄軍士氣空前低落，第二天向北方撤退，斯里查要塞解圍。土耳其軍隊乘勝追擊，1854年7月7日，在古傑沃，俄軍再次被擊敗。疲憊的俄軍開始全面撤退，先是布加勒斯特，到7月28日，俄軍完全撤出瓦拉幾亞和摩爾達維亞。俄軍已經撤退到1853年的出發點。戰爭從政治上講已經沒有理由繼續。8月8日，維也納方面提出四點建議來結束戰爭。
俄國認爲接受這一建議意味着失去自1829年以來得到的全部利益，沙皇無法接受，他決心繼續打下去，求得一個體面的和平。英法也不想俄國此時求和。在英國看來，要結束俄國在黑海的優勢的最好辦法是將俄國黑海艦隊消滅掉。維多利亞女王力主繼續戰爭，她催促駐紮在瓦納的聯軍儘快行動。拿破崙三世認爲他的主要目的已經達到，俄奧翻臉了。但是他想繼續維持苦心經營的英法合作，他也批准了聯軍繼續行動。於是戰爭不但沒有停，而且還要擴大。
