英法土三國軍隊在瓦納相處的很融洽。但是健康問題卻越來越讓人擔心。潮溼、小昆蟲和血吸蟲侵襲軍營。英國後勤組織的缺陷非常明顯：沒有人知道郵局在哪裏，野戰醫院在哪裏，甚至他們的將軍在哪裏。1854年7月19日，法國軍營中霍亂爆發。22日蔓延到英國軍營。儘管所有帳篷被銷燬，瘟疫仍然沒有得到控制。1854年8月10日，一場大火燒掉了很多軍需品，包括16000雙靴子和150噸餅乾，使得情況更加糟糕。
來自倫敦和巴黎的命令不斷催促聯軍展開行動。聯軍並不知道克里米亞到底有多少俄軍，估計從45000人到140000人不等，實際上俄軍此時只有36000人。1854年8月24日，聯軍開始登船，計劃1854年9月2日完成全部登船任務。能夠參加行動的部隊包括27000英軍、30000法軍和7000土軍。1854年9月7日，聯軍海軍司令英國海軍上將鄧達斯下令起航。聖阿諾德因爲患上霍亂在5日就出發了，獨臂的拉格倫跟隨大部隊一起行動。拉格倫的旗艦卡拉多克號懸掛俄國軍旗前出偵察，最終選擇塞瓦斯波托爾以北35英里的卡拉米塔灣的耶夫帕托裏亞作爲登陸地點。
9月12日，聯軍艦隊到達耶夫帕托裏亞。耶夫帕托裏亞的鎮長同意投降，但鑑於聯軍帶有瘟疫，鎮長要求聯軍必須進行隔離。9月14日黎明，聯軍開始登陸，登陸一切順利。每個聯軍士兵都負荷沉重，19日上午9點，聯軍主力55000人出發，登陸場交由土耳其軍隊把守。但是霍亂又使一部分士兵染病。在巴爾幹涅克河，聯軍首次與俄軍前哨遭遇。英軍騎兵要求追擊，被拉格倫拒絕了，因爲他發現這是個陷阱。俄國騎兵的遠方還有俄軍第17師的6000人。雙方使用火炮相互遠距離攻擊，英軍獲勝。俄軍撤退到奧馬的主要陣地，他們希望在那裏阻止聯軍向塞瓦斯波托爾前進。當夜，聯軍宿營準備進攻奧馬，英軍由於沒有帳篷只能在寒冷中入睡，而法軍則舒服的多。
俄軍方面，黑海艦隊被英法聯合艦隊困在塞瓦斯托波爾港內。俄軍統帥緬希科夫親王的打算是利用阿爾馬的有利地形給予聯軍重大打擊，然後反攻，將聯軍趕下海。他樂觀的認爲只要一場戰鬥就能實現目標。他的部隊有4個步兵師和1個騎兵師，大約30000人。但出乎他的意料，他發動的阿爾馬河戰役被英國主帥格拉倫男爵粉碎了。
聯軍在奧馬的勝利打開了通向塞瓦斯托波爾的道路。拉格倫的工兵指揮官博格涅爵士建議聯軍修築一條工事防禦來自北方俄軍增援部隊的進攻。儘管在敵國領土修築工事非常困難，但建成後將成爲日後俄軍增援的嚴重障礙。聯軍可以從塞瓦斯波托爾的南部發起攻城戰。此時已經病重的聖阿諾德元帥支持這個方案。聯軍的計劃很穩妥，但卻喪失了從北方直接進攻，快速佔領塞瓦斯托波爾的機會。
1854年9月23日，英軍在風和日麗中向南進發，部隊被允許沿路搶劫因此士氣高昂。霍亂的魔咒也減輕了很多。英軍穿過波貝克河後塞瓦斯托波爾已經可以看見。拉格倫決定按計劃繼續向南前進然後從南向北進攻塞瓦斯托波爾。當聯軍從側翼行軍繞過塞瓦斯托波爾的時候，也喪失了用自己的優勢拖延了攻城的時間，塞瓦斯托波爾有一個天然的深入內陸的港灣，可以駐泊大量海軍艦隻，俄軍黑海艦隊就以這裏爲母港。城外是連綿的高地，要塞臨海一面有海岸炮臺13座，火炮611門，易守難攻。1854年的塞瓦斯托波爾城本身還沒有完全要塞化，因爲俄軍之前還從沒有預料過在克里米亞打防禦戰。使要塞守備部隊在居民的參與下構築了一道長7公里長，由8座棱堡和大量中間工事組成的防線。面對實力強大的聯軍艦隊緬希科夫認爲黑海艦隊出海作戰毫無勝算，因此強迫海軍上將科爾尼洛夫鑿沉艦隊堵塞航道。俄軍將水面戰艦中的帆力戰列艦5艘(共14艘)和巡航艦2艘(共7艘)橫向沉沒於港口的入海處，以阻止聯軍的蒸汽戰艦突進塞港內停泊場，其餘的帆力船和所有汽船及蒸汽巡航艦參加塞保衛戰，大約有1000門艦炮先後被搬至陸地，海軍官兵也上岸充實守城部隊。緬希科夫帶領俄軍主力前往城外的東北方，希望與俄國援軍會合從那裏威脅聯軍側翼。拉坎爵士的輕騎兵追擊了這隻俄軍並在拉格倫勳爵招回之前繳獲了一些俄軍補給馬車。
到了9月25日夜，英軍展開于波貝克河與徹那亞河之間的寬大正面上並做休整。26日早晨，英軍吃了一頓豐盛的早餐然後向南面的巴拉克拉瓦進發。在一陣並不有效的炮火後，英軍進入小鎮巴拉克拉瓦。當地百姓拿出水果、鮮花和麪包以示友好。一天後，法軍沿英軍的路線尾隨而至。此時聖阿諾德已經不行了，法軍由卡洛波特指揮。29日，聖阿諾德不治去世。拉格倫決定將英軍指揮部設在巴拉克拉瓦，法軍則前往巴拉克拉瓦西面的卡米什和卡扎克海灣紮營。法軍的營地背靠大海，可以方便接受來自海上的補給，而英軍則補給困難還要直接面對俄國援軍。拉格倫的部署應該是爲了團結聯軍，因爲他此時是唯一的最高的指揮官。他的人格值得讚揚。聯軍從三面包圍了塞瓦斯波托爾，法軍在西南方，英軍在東南方和東方。聯軍艦隊在海上游弋。
拉格倫主張立即攻城，但在1854年9月27日到10月10日之間他未能說服卡洛波特和工兵指揮官博格涅爵士。博格涅堅持應該先用炮擊削弱俄軍的防禦工事;卡洛波特則認爲穿過開闊地直接進攻過於冒險。到了10日，聯軍決定正式圍攻塞瓦斯托波爾。這些日子裏，俄軍在塞瓦斯托波爾的工事在一天天加強。另外，從奧德薩和其他地方出發的俄國援軍也在趕來。1854年10月9日，28000援軍進入塞瓦斯托波爾，使得守城部隊達到38000人。到了10月第2周，俄軍已經恢復到阿爾馬之戰前的實力，甚至更強。聯軍希望炮擊能把俄軍工事徹底摧毀，經過艱難運輸，重炮和攻城器材被運上城外的高地，民房被拆掉用來加固重炮陣地。塞瓦斯托波爾俄軍的火炮從172門增加到341門，部分是從軍艦上拆下來的海軍炮。法軍有53門炮，英軍73門。法軍集中49門炮在羅多非山上，那裏正對俄軍中央堡壘。聯軍海軍也計劃參加炮擊，但因爲缺乏彈藥而被推遲。卡洛波特要求聯軍海軍下錨排成一線近距離炮擊，傳統上海軍爲躲避岸炮攻擊總是在航行中炮擊。英國海軍上將鄧達斯最後向法國海軍上將哈姆林讓步，同意了這個方案。1854年10月17日，聯軍海軍的炮擊進行了一天，但1100門艦炮收效甚微。相反俄軍的炮火卻重創聯軍海軍。皇家海軍損失了300人，7艘戰艦嚴重損傷，法國艦隊也損失不輕。儘管羅多非山上法軍一個彈藥庫被炸上了天，聯軍陸地炮擊要好許多。英軍炮擊將凸角堡打成廢墟，但是當夜俄軍又修復了損壞的工事。這樣的情況持續了7天。俄軍損失慘重，2000人在炮擊中喪生，17日當天，海軍中將弗拉基米爾·阿列克謝耶維奇·科爾尼洛夫陣亡。
