В том же 1838 г. Пётр Афанасьевич уже ходит на судах разного класса у Абхазских берегов в Черном море, где и состоялось его первое боевое крещение в боях с горцами. В 1839 году за отличие при занятии местечка Субаши, у абхазских берегов, он был произведен в юнкера. Во время одной из высадок десанта в июле этого же года Чебышёв ранен в правую руку. В марте следующего года за отличие в боях против горцев получает звание прапорщика морской артиллерии, а в декабре — по собственному ходатайству «переименован» в мичмана. С этого времени и до 1856 г. Петр Афанасьевич Чебышёв служит в составе Черноморского флота. В дни Крымской войны лейтенант Чебышёв — на переднем крае обороняющегося Севастополя. В гарнизоне состоял с 13 сентября 1854 по 27 августа 1955 г.
С января по август 1855 г. он командует батареей № 10 на 4-м бастионе. Это укрепление располагалось в одном из самых опасных мест обороны, поскольку находилось ближе остальных к передовым позициям противника. Не случайно великий писатель России Л. Н. Толстой (в то время подпоручик из вольноопределяющихся) в своих «Севастопольских рассказах» красочно описал бой артиллеристов именно этого бастиона. Потери личного состава на этом участке обороны от огня вражеской артиллерии и штуцерных пуль были очень велики. Смертельный риск сопровождал каждого, кто хоть ненадолго посещал 4-й бастион. Выписка из послужного списка лейтенанта Чебышёва свидетельствует о том, что он находился в самом пекле сражения:
Ратные подвиги Петра Афанасьевича были оценены по заслугам. Тот же послужной список говорит о его наградах:
К этим наградам Петра Афанасьевича добавились медали: серебряная с Георгиевской лентой и бронзовая на Андреевской ленте, а позже, за 18 морских кампаний, Чебышёву был пожалован орден св. Георгия 4-й степени.
29 июня 1855 г. Пётр Афанасьевич пишет письмо на родину своей жене Юлии Григорьевне Чебышёвой, в котором были такие слова:
30 марта 1856 г., после тяжелейших переговоров, был подписан Парижский мирный договор. Ни Россия, ни Турция не имели права держать военный флот на Чёрном море. Были нейтрализованы также проливы, дельта Дуная перешла к Молдавии, которая была, фактически, вассалом Турции. Христиане, подданные султана, перешли под протекторат всех европейских держав. Николай I не дожил до окончания войны. Мирный договор подписал новый император Александр II, который был намерен менять внешнюю политику и сосредоточить усилия на внутренних реформах государства.
Министр иностранных дел Российской империи A. M. Горчаков в своей дипломатической депеше от 21 августа (2 сентября) 1856 г. давал мировому сообществу представление о новых принципах и подходах к осуществлению внешней политики в царствование Александра II.
Появление этого документа говорило другим странам о том, что Россия не только подводит итог недавнему военному конфликту — войне в Крыму, но и подводит черту под прежним политическим курсом, начиная новый. Горчаков в своей депеше писал: