战争爆发时的俄军是一个庞然大物，在册官兵总数达140万人，编为11个步兵军和3个骑兵军。相比之下，法国陆军总兵力仅55万人，英国陆军仅有区区16万人，至于常年的俄军手下败将奥德曼帝国正规陆军更是只有13.6万人。这也是尼古拉一世扬言“1854年的俄国将和 1812 年一样显示自己的力量”的底气所在。但是，军队数量上占优势的俄国所面临的是一个生产方式落后的民族对几个拥有现代生产的民族的一场无望的战争。
当时，在整个工业生产上，俄国仅为英国的1/18，法国的1/7。工业实力的巨大差距造成俄军装备远远落后于英法。当时俄军的主要装备仍然是拿破仑时代的燧发枪，射程只有300码；而英法联军已经普遍装备来复枪，虽然这种最初期的来复枪性能并不完善，装弹时必须在子弹上涂上一层油脂，因此其射击速度并不比燧发枪快，但射程却要高得多，达到1200码，甚至比俄军大炮还远，这就使得俄军在步兵发动进攻前的炮火准备无效——炮兵还未接近到对敌人进行瞄准射击的距离，就已经遭到战争史上第一次投入实战的来复枪火力的杀伤。俄军的交通同样落后，克里米亚战争是历史上火车首次被用来运送补给增援，而幅员如此广阔的俄国此时铁路总长度仅为英国的十分之一，连比利时都不如。俄国仅有的三条铁路没有一条通往黑海地区，部队给养只能依赖牛马车辆运输，从克里米亚半岛北端的彼列科普地峡运粮到南端的塞瓦斯托波尔，100多公里的路程，居然要费时好几个月。俄国从国内向南部国境调动部队时间甚至比英法军队从本国通过铁路、轮船横跨欧洲调往战场的时间还长。
俄国海军与对手的差距更令人绝望。英法联军以蒸汽动力驱动的战舰在机动力上占绝对优势，使得刚刚在锡诺普海战大获全胜的俄国海军风帆战舰变得不堪一击。1854年9月13日清晨，俄国海军上将科尔尼洛夫在塞瓦斯托波尔城的海军图书馆的阁楼上，用望远镜瞭望远方，突然发现天际海面驶来一群敌舰。89艘英法战舰护送300艘运输船载着6.2万名英法和奥斯曼陆军驶向克里米亚西海岸。俄黑海舰队明智放弃海战争胜利的幻想，将7艘风帆战列舰自沉于塞瓦斯托波尔港湾航道，与陆军一起困守要塞。
在这场战争中，俄国真正能依靠的还是被统治者蔑称为“灰色牲口”的士兵，他们在一星期内干完了比过去一年还要多的活，就好像从地上长出了防御体系的骨架，把原本对陆地不设防的塞瓦斯托波尔变成了最好的陆地城堡。由于俄军自沉的战舰封锁了港口，英法舰队无法从海上入港攻击城市，使得陆地强攻成了唯一的途径。从9月25日起，英法联军开始对塞瓦斯托波尔发动进攻，谁也不会想到，这场攻城战竟然持续了11个月。
虽然英法联军拥有优越的武器，但还是为其混乱的指挥体系付出了沉重代价。在10月25日的巴拉克拉瓦战役中，英军总指挥派遣轻骑兵夺取战线附近正在撤退的俄军大炮，通讯人员却错误传达了命令，仅装备马刀的轻骑兵因此在易守难攻的地形上，正面冲向准备充足的俄军炮兵。面对坡上密集的俄军枪炮，一种必死无疑的信念反而使他们从容不迫，607名轻骑兵组成的冲锋队像参加阅兵一样整齐。“堂吉诃德袭击过风车，但也没有像这些英勇的士兵那样鲁莽和轻率，他们连想都不想就向前猛冲，几乎肯定是白白送死……”他们先是遭到30门俄军大炮的正面轰击，紧接着又遭到俄军枪骑兵从侧翼的进攻，在悲壮的“轻骑兵冲锋”中， 2/3的人没有生还。法国人称之为“这是轰轰烈烈的大事，但这不是战争”。
在随后爆发的因克曼战役中，俄军也表现出了丝毫不逊于“轻骑兵冲锋”的英勇。3万俄军面对1.6万英法联军，这是俄军整个战争期间第一次、也是最后一次以巨大优势兵力的进攻。但是“这一支拥有许多服役25年的老兵的出色军队，这个阅兵操练方面的模范，竟然如此笨拙、如此不善于散开队形和以小部队进行战斗，以致它的军官只能使这个笨拙的人群向敌人猛冲。一切战术机动的思想都放弃了：前进、前进、前进，这就是所能做的一切。这一个稠密的人群，由于非常密集，当然就成了炮兵求之不得的最理想的射击目标。与此同时，呈稀疏的横队卧倒在山顶后的英军，却遭不到敌人的射击，他们用球形炮弹向俄军大纵深的纵队猛烈射击，每次齐射都打死三四十人，来复枪的子弹则像雨点一样飞向敌人，几乎没有一发子弹不射中这样大的靶子”。即便如此，俄军队伍没有出现任何动摇，被炮火打散后，俄军的队伍竟然重新集结，英国人感叹“若不亲眼见到绝不会相信，世界上能有像俄罗斯人这样的英勇不退却的军队”。是役，联军损失仅3000人，俄军却阵亡1万以上。 “俄国的作战方法败于欧洲的作战方法”，进攻中的勇气被更加有效的武器压制下去了。
战地新闻与南丁格尔
因克曼战役结束后，战局陷入僵持。英法军队最大的敌人变成了天气和疾病。1854年11月14日，一场暴风雨袭击了克里米亚。英国人称之为“所见过最猛烈的暴风雨”。猝不及防的英法联军损失惨重，共有27艘舰船在暴风雨里沉没。尼古拉一世对此当然幸灾乐祸，“感谢那场暴风雨，它帮了我们一个大忙，真希望暴风雨再来一次”。”而拿破仑三世痛定思痛，要求巴黎天文台台长勒威耶拟订方案，以避免未来再次遭受此类灾难。经过大规模调查后，勒威耶断定，暴风雨是风围绕着某低气压核心所造成的环流，并沿着一条稳定且可预测的路线移动。他建立了一套天气站网络，并开始发布历史上最早的天气预报。
当几十年来最寒冷的1854-1855年冬天到来的时候，英军真正的噩梦开始了。当时，负责遍布世界的大英帝国军队后勤的军需局文官居然总共只有178个人，虽然派到克里米亚战场的已经是军需局总人数的四分之一（44个人），英军后勤保障工作仍然混乱到了令人发指的地步。仿佛军需局文官的一举一动都只是要对冗长的文书、报告和规章制度负责，至于士兵的死活，关我屁事！克里米亚的英国士兵的伙食是咸肉和饼干，待遇甚至还不如英国国内的囚犯，后者每天还可以吃到面包、牛奶、蔬菜和鱼。与此同时，英军设在克里米亚的军需仓库里就有大米、土豆、豌豆和大麦，这些食物远比咸肉和饼干更有益士兵的健康，但却始终存储在那里而不发给士兵。军需局甚至没有把仓库的信息告诉克里米亚英军司令部，因为“使总司令了解并掌握仓库里粮食的多少并不是英军的习惯”！与此同时，在零度以下的天气里，英国士兵还穿着夏布上衣和灯笼裤子，他们甚至没有足够的帐篷，只能裹着一条毯子躺在泥泞的地面睡觉。从后方送来的鞋子也是豆腐渣，一双鞋只能穿一个礼拜，以至于英军官兵不得不设法去捡俄国人的鞋子。一位英军中校抱怨“我们肯定是你所能见到的穿着最差、食物补给最差、居住条件最差的军队。”丝毫不意外的是，这导致了疾病横行，可怕的霍乱在英军中肆虐。“到目前为止，主要的胜利者是疾病”。根据战后医疗记录，克里米亚英军死亡总数为18058人，其中1761人死于敌人之手，其余的16297人死于疾病。
如果是在过去，前线的英军只能独自承受这一切。但在克里米亚战争中，战地记者第一次登上了历史舞台，这是有史以来第一场被全程跟踪报道的战争。被誉为“第一个最伟大的战地记者”的威廉·拉塞尔代表《泰晤士报》报道这场牵动英国人神经的战事。他通过电报将战场的第一手信息发回伦敦（这也是历史上第一次电报用于战争），使后方的人们能第一时间掌握战争进程，包括战争的恐怖与血腥。“军队遭受着巨大的苦难……忽然之间，他们发现自己的待遇被降到了最低点……我就亲眼见过有的战士由于没有医疗救助而死在海滩上，死在前进的道路上，死在军营里。”这令文过饰非的英国军方极为不快，拉塞尔屡遭驱逐，有时既无住所又无口粮证，还被拒绝进入战斗现场，连维多利亚女王也扬言，要把这样的记者“逐出上流社会”。
但是拉塞尔坚持原则， “传播事实可能是为俄国人服务，这也许是危险的。但向英国人民掩盖真相，这肯定是危险的。”《泰晤士报》“遵循事实本来面目”的报道仿佛一颗颗“纸弹”撞击着英国公众的心，在社会上引起了强烈反响。在此感召下，时任伦敦妇女医院院长的南丁格尔率领一支38名妇女组成的医疗队赴克里米亚战场。她用《泰晤士报》建立的救济基金购置药物和医疗设备，改善伤员的生活环境和营养条件，整顿手术室和化验室，建立了第一所近代战地医院。短短半年时间，士兵的死亡率下降一半以上，白衣天使的美好形象从此深入人心。作为南丁格尔同时代的人，马克思写下了两篇赞颂她的通讯，分别刊载在德国的《新奥得报》和美国的《纽约论坛报》上。
