Однако до весны неприятель на подходах к Амуру не показывался. Англо-французская эскадра из двух фрегатов, трёх корветов, брига и парохода, под командованием адмиралов Прайса и Феврие де Пуанта действовала у берегов Камчатки. Впервые она была замечена 17 августа 1854 года, а на следующий день уже вошла в Авачинскую бухту. Ей противостояли фрегат «Аврора», под командованием капитан-лейтенанта И.Н. Изыльметьева, транспорт «Двина», под командованием капитана 2 ранга А.А. Васильева, моряки 47-го Камчатского экипажа и солдаты сводного батальона. Всего, вместе с волонтёрами, до 900 человек при 42 офицерах. Устроив шесть береговых батарей, гарнизон, руководимый командиром порта, контр-адмиралом B.C. Завойко, сумел хорошо подготовиться к обороне и выстоять как при бомбардировке 20 августа, так и при высадке десанта 24-го. Потеряв всего 31 человека убитыми и 65 ранеными, защитники Петропавловска вывели из строя до 350 нападавших. Погиб и адмирал Прайс. Спустя три дня союзники покинули Камчатку.

Поражение соединённой эскадры произвело в Европе неприятное впечатление и немедленно породило призывы к реваншу. Сознавая, что Петропавловск не выдержит нового удара, великий князь Константин Николаевич 3 декабря 1854 года послал Муравьёву записку, в которой указывал на целесообразность сосредоточения всех сил в важнейшем пункте — устье Амура. Эта мысль вскоре получила одобрение Николая I. Тогда же посетила она и самого Муравьёва, 30 декабря отправившего к Завойко есаула Мартынова с предписанием оставить порт. Преодолев за два месяца 8000 вёрст по бездорожью, есаул 3 марта 1855 года вручил предписание командиру порта. На следующий же день началось разоружение укреплений. Всё имущество грузили на стоявшие в бухте «Аврору», «Оливуцу», «Двину», «Иртыш», «Байкал» и два бота. Завершив погрузку 2 апреля, петропавловцы прорубили во льду канал и 6-го вышли в море. Спустя двадцать дней отряд вошёл в Императорскую гавань, но не задержался там, а при первом известии о приближении 8 судов английской эскадры коммодора Фридрикса перебрался 5 мая в Де-Кастри.

8 мая три неприятельских судна появились в заливе, причём одно из них, винтовой корвет под английским флагом, зашло за остров Обсерватория и открыло огонь по «Оливуце», с которой сразу ответили. После короткого и безрезультатного обмена выстрелами противник удалился. Расценив этот бой как рекогносцировку, российские моряки стали готовиться к встрече более крупных сил. Однако 13 мая в Де-Кастри приехал Невельской и настоял на немедленном переводе кораблей в устье Амура, уже очистившееся ото льда. Едва отряд успел покинуть залив, как в него 23 мая вошла эскадра коммодора лорда Эллиота. Обыскав все бухты и, никого не обнаружив, англичане, вполне доверявшие Лаперузу с Броутоном, сочли, что русские ухитрились выскользнуть на юг, и бросились вдогонку. По пути они перехватили часть экипажа погибшей в Японии «Дианы», добиравшуюся до устья Амура на японской торговой шхуне. Остальная команда фрегата, во главе с Путятиным, на втором «купце» и шхуне «Хеда» побывала в Петропавловске, но, убедившись, что он сожжён дотла, повернула к Татарскому проливу, проскочив туда под носом у неприятеля. До осени англо-французское соединение успело разорить Аянский порт и перебить почти всю команду брига Российско-американской компании «Охотск», спасавшуюся на шлюпках после того, как шкипер Юзелиус, не желавший сдавать своё судно врагу, взорвал его.

Путятин, 26 января 1855 года подписавший в Симоде договор, устанавливавший дипломатические отношения с Японией и открывавший для российских мореплавателей порты Симода, Хакодате и Нагасаки, исполнил возложенное на него поручение, и в конце лета, когда вероятность нападения противника снизилась, отправился в Петербург. Однако паровой катер «Надежда», на котором он поднимался по Амуру, с трудом выгребал против течения, и адмирал не успел до ледостава дойти до Усть-Стрелки 300 вёрст. Пеший переход через Забайкалье в Иркутск оказался крайне трудным, и тягостные впечатления породили у Путятина стойкое неприятие любых планов освоения Приамурского края, усиливавшееся воспоминаниями о вынужденном подчинении Муравьёву²⁸. Впоследствии это нерасположение сыграло свою роль.

С января 1855 года на Шилкинском заводе стали собираться войска, назначенные для второго сплава: две роты 14-го, 15-й линейный батальон и сводный казачий полубатальон забайкальцев. Весной комендантом завода назначили мичмана A.M. Линдена, распоряжавшегося постройкой барж. После вскрытия рек, в ночь на 29 апреля, тронулся в путь первый эшелон сплава, руководимый самим Муравьёвым. За ним двинулись второй и третий, всего 125 судов, вместивших не только около 3000 военнослужащих, но также научную экспедицию Р.К. Маака и первых крестьян-поселенцев. 31 мая устья Амура достигли головные суда, а 1 июля сплав завершился. К тому времени в низовьях реки и на берегу Татарского пролива сосредоточилось до 7000 человек. Пользуясь предоставленными ему правами, Муравьёв объявил себя главнокомандующим всеми сухопутными и морскими силами и предписал упразднить Амурскую экспедицию, подчинив её личный состав камчатскому военному губернатору — Завойко. Боевые корабли поступили под начальство капитана 1 ранга Изыльметьева, а войска были подчинены полковнику Корсакову. Излишне же самостоятельного Невельского генерал-губернатор фактически отстранил от живого дела, назначив начальником своего штаба.

Параллельно с усилением обороны края началось и его освоение. Прибывшие со сплавом крестьяне, 481 человек обоего пола, расселились между Мариинским и Николаевским постами, основав деревни: Иркутскую, Богородскую, Михайловскую, Новомихайловскую, Сергиевскую. 12 июня 1855 года правительство, по предложению Муравьёва, приняло решение о переселении на Амур казаков, фактически уже исполнявшееся инициатором. Часть 6-й сотни формирующегося Амурского казачьего полка была поселена близ Мариинска и назвала свою станицу — Сучи²⁹. Однако всем им требовалось время для того, чтобы освоиться на новом месте и наладить там земледелие, приспосабливаясь к своеобразному климату и незнакомой почве. Поэтому поселенцы нуждались в снабжении не менее чем войска. Властям пришлось обратиться к американцам, согласившимся доставить продовольствие, не взирая на военные обстоятельства. 9 сентября в Де-Кастри прибыло торговое судно «Бостон»³⁰.

Припасы подоспели вовремя, так как 8 октября в залив вошёл английский фрегат «Сибилла», под флагом коммодора Эллиота, и два винтовых корвета. Они застали там только американское судно «Беринг». Корабли российского отряда за исключением «Паллады» ещё летом были введены в Амур. На оборонявшем Де-Кастри Александровском посту находился есаул Пузино с сотней казаков и двумя горными орудиями. Чтобы не попасть под огонь английской артиллерии, они отступили к опушке леса и уже оттуда встретили высаженный Эллиотом десант, численностью 400 человек. Занимая выгодную позицию, казаки отразили нападение, уложив на месте 25 десантников и обратив в бегство остальных. Эллиот отступил, но Завойко, предполагавший, что имеет дело с авангардом эскадры адмирала Стерлинга, усилил Александровский пост четырьмя сотнями казаков и приказал устроить береговые батареи. Последние, впрочем, не были окончены, так как Эллиот, предпринявший 19 октября вторую высадку и вновь отбитый, окончательно ретировался из Де-Кастри.

Весной 1856 года до Амура дошла весть о подписании Парижского мирного трактата. Отпала необходимость в присутствии на Дальнем Востоке значительного военного контингента, содержание которого обходилось весьма дорого, ибо припасы приходилось доставлять из Забайкалья и даже из европейских губерний России. С началом навигации был проведён третий сплав, с которым прибыли 1636 солдат при 24 офицерах. Но прежние войска, пережившие цингу и тиф, нуждались в смене. По приказанию Муравьёва все они, кроме 15-го линейного батальона, сотни казаков и горной батареи, стали собираться в обратный путь. Нераспорядительность начальства, разбросанность подразделений по обширной территории, бездорожье привели к тому, что солдаты вышли поздно и не попали в Усть-Стрелку до начала зимы. Несколько сот вёрст им пришлось в мороз и пургу идти вдоль берега. Ослабленные голодом и болезнями люди умирали десятками. Всего за эти дни линейцы потеряли 183 человека — больше, чем и боях с англичанами³¹.