Константинопольский союзный договор Великобритании и Франции с Турцией и Лондонский англо-французский договор имели целью укрепить решимость Турции продолжать войну против России, поскольку после вывода российских войск из Молдавии и Валахии в июне-июле 1854 г. за р. Прут турецкая элита стала склоняться к миру с Россией. Британский и французский флоты появились на Черном море и на Балтике, где блокировали русские крепости Кронштадт, Свеаборг и Бомарсунд. На Белом море англичане подвергли бомбардировке Соловецкий монастырь, на Мурманском побережье сожгли г. Колу, а на Дальнем Востоке англо-французская эскадра попыталась захватить Петропавловск-Камчатский. Тем не менее развитие военных действий за пределами черноморского региона не оказало существенного воздействия на ход войны в целом.
Основные военные действия развернулись теперь на Крымском полуострове, когда мощный десант англичан, французов и турок высадился у Феодосии. 60-тысячная союзная армия сразу же двинулась к основной военно-морской базе — Севастополю. 8 сентября 1854 г. у р. Альмы путь ей безуспешно попыталась преградить 35-тысячная русская армия. Отказавшись от идеи молниеносного штурма Севастополя, союзная армия обошла город, избрав своей основной базой Балаклаву.
Русскому командованию в ходе обороны Севастополя удалось организовать строительство укреплений и перекрыть вход в Севастопольскую бухту. 5 октября союзники предприняли первую бомбардировку Севастополя. В октябре 1854 г. русская армия попыталась деблокировать Севастополь, нанеся неожиданный удар по Балаклаве. Прикрывавшие союзную базу турки были отброшены, однако ее наступательный порыв был остановлен англичанами. Успех под Балаклавой не получил дальнейшего развития. Поражением закончилось новое сражение под Инкерманом, в котором особенно гибельно проявилась техническая отсталость русской армии. Война стала принимать затяжной характер.
Надежды Николая I на помощь Австрии оказались напрасными. Более того, у Вены были свои причины не желать завоевания Россией Балкан и крушения Турции. Австрия мобилизовала свою армию и оккупировала Валахию и Молдавию, откуда русские войска были вынуждены эвакуироваться, чтобы избежать столкновения с новым врагом. Россия была вынуждена держать на юго-западе целую армию. Дипломатически Россия оказалась в состоянии изоляции, хотя союзникам и не удалось объединить против нее все европейские державы. 2 декабря 1854 г. между Австрией, Францией и Великобританией был заключен оборонительный и наступательный союз против России. Австрия подписала этот договор в надежде получить после поражения России в войне контроль над Молдавией и Валахией. Договор обязывал стороны не вступать ни в какое сепаратное соглашение с Россией. Австрия брала на себя оборону Молдавии и Валахии от российских войск. Вскоре к договору присоединилась и Пруссия. Теперь австрийская дипломатия усилила давление на Россию. 16 марта 1855 г. к антироссийскому константинопольскому договору присоединилась и Сардиния, рассчитывавшая заручиться поддержкой Парижа в деле объединения Италии и направившая в Крым 18-тысячный корпус.
Основные силы русской полевой армии в Крыму бездействовали, пока героические защитники Севастополя истекали кровью, а союзники продолжали наращивать свои силы. К лету 1855 г. 75-тысячному гарнизону противостояла уже 170-тысячная армия союзников. 6 июня новый, особенно сильный штурм удалось отбить с большим трудом. 24 августа была начата новая бомбардировка, а 27-го союзники сумели захватить основной узел обороны — Малахов курган и русские вынуждены были отступать из города. Так закончилась 349-дневная героическая оборона Севастополя, падение которого предрешило исход войны. Воины уступали место дипломатам.
Еще 30 июля 1854 г. антироссийская коалиция выдвинула предварительные «четыре условия» мира: 1) Молдавия и Валахия должны были перейти под общий протекторат Франции, Великобритании, Австрии, Пруссии и России и временно остаться под австрийской оккупацией; 2) эти пять держав объявлялись покровительницами всех христианских подданных султана; 3) они получали право коллективного контроля над устьем Дуная; 4) Россия должна согласиться на пересмотр Лондонской конвенции о проливах 1841 г.
Весной 1855 г. в Вене состоялось совещание представителей России, нейтральной Австрии и членов коалиции — Великобритании, Франции и Турции с целью уточнения условий мира. Теперь союзники потребовали в дополнение к предъявленным условиям еще и разоружения Россией Севастополя, гарантии ею целостности Османской империи и согласия на ограничение российского военно-морского флота на Черном море. Посредничество австрийской дипломатии не принесло результата, договориться о мире не удалось, война продолжалась, и Венская конференция была объявлена закрытой.
С 25 февраля по 30 марта 1856 г. в Париже проходил завершивший Крымскую войну конгресс, в котором принимали участие Россия и находившиеся с ней в состоянии войны Великобритания, Франция, Турция и Сардиния, а также Австрия и Пруссия. Союзники, вопреки ожиданиям, не выдвинули новых неприемлемых для России условий. В основу переговоров легли так называемые «четыре условия» мирного договора, выдвинутые антироссийской коалицией летом 1854 г., а также добавленное к ним после падения 8 сентября 1855 г. Севастополя требование союзников о нейтрализации Черного моря. В ходе работы конгресса российской дипломатии удалось несколько смягчить условия мира, использовав англо-французские противоречия и несколько сблизившись с Францией. Договор провозглашал восстановление мира между участниками войны и предусматривал возвращение Россией Турции г. Карса с крепостью в Закавказье в обмен на Севастополь и другие города в Крыму, занятые союзниками. Черное море было объявлено нейтрализованным, России и Турции запрещалось иметь военно-морской флот и арсеналы, провозглашалась свобода судоходства по Дунаю под контролем двух международных комиссий. Россия должна была передать княжеству Молдавия устье Дуная и примыкающую к нему часть Южной Бессарабии. Отменялось право России «говорить в пользу» Молдавии и Валахии, установленное еще в 1774 г. Гарантировалась внутренняя автономия Сербии, Молдавии и Валахии под верховной властью Османской империи.
К Парижскому трактату были приложены три конвенции. Первая подтверждала Лондонскую конвенцию о проливах 1841 г., которая запретила проход военных судов европейских держав через Босфор и Дарданеллы. По второй устанавливались ограничения в отношении количества и водоизмещения легких военных судов России и Турции, предназначенных для несения сторожевой службы в Черном море. Третья — вводила демилитаризацию Аландских о-вов в Балтийском море, запретив России возводить на них укрепления и содержать войска.
В ходе Парижского конгресса России удалось использовать противоречия между победителями и на основе некоторого сближения с Францией добиться смягчения условий мира. Мирный договор был подписан 18(30) марта 1856 г. По статье XI Договора определялся статус Черного моря: оно «объявляется нейтральным: открытый для торгового мореплавания всех народов вход в порты и воды оного формально и навсегда воспрещается военным судам, как прибрежных, так и всех прочих держав». Отсюда следовало, по статье XIII, что «император всероссийский и… султан обязуются не заводить и не оставлять на сих берегах никакого военно-морского арсенала», т. е. Россия не могла больше иметь военно-морского флота на Черном море. Была также подписана отдельная конвенция, устанавливавшая демилитаризованный статус расположенных на Балтике Аландских о-вов, принадлежавших России. Это положение продолжает действовать до сих пор. В 1871 г., после поражения Франции во Франко-прусской войне, российский министр иностранных дел А.М. Горчаков объявил об отказе России от условий Парижского договора, ограничивавших военно-морское присутствие на Черном море.
Вопрос о передаче покровительства над христианскими подданными Османской империи европейским державам был разрешен фирманом султана 18 февраля 1856 г., в котором объявлялась свобода для всех христианских вероисповеданий. В соответствии с решениями Парижского конгресса 1856 г. с 22 мая по 19 августа 1858 г. во французской столице была проведена специальная конференция представителей России, Великобритании, Франции, Австрии, Турции, Пруссии и Сардинии с целью определения статуса княжеств Молдавии и Валахии, которые стремились объединиться в единое государство. В ходе этой конференции Российская империя, которую поддержала Сардиния, выступила за объединение княжеств, однако Австрия, Великобритания и Турция этому противились. 19 августа участниками конференции была подписана конвенция, предусматривавшая образование Соединенных княжеств Молдавии и Валахии под сюзеренитетом турецкого султана при сохранении в каждом из них власти своего князя, который должен был избираться пожизненно собраниями княжеств. В соответствии с конвенцией создавались общие для обоих княжеств орган для выработки законов и верховный суд. В случае войны милицейские корпуса княжеств должны были быть объединены в единую армию. Неприкосновенность княжеств гарантировались участниками конвенции. В начале 1859 г. избирательные собрания Молдавии и Валахии, несмотря на противодействие Турции, избрали общего господаря А. Кузу, завершив объединение обоих княжеств. Новое государство приняло название «Румыния». В условиях поддержки княжеств Россией и Францией Турция была вынуждена согласиться с избранием Кузы. В 1861 г. Румыния была признана европейскими державами — гарантами Парижской конвенции 1858 г.
