Смерть адмирала П. С. Нахимова предопределила сдачу города. После двухдневной массированной бомбардировки 28 августа 1855 г. французские войска генерала Мак-Магона при поддержке английских и сардинских частей начали решительный штурм Малахова кургана, который закончился взятием господствовавшей над городом высоты. Причем судьбу Малахова кургана решило упорство Мак-Магона, который в ответ на приказание главнокомандующего Пелисье отойти, ответил: «Я остаюсь здесь». Из 18 пошедших на штурм французских генералов были убиты 5, а 11 ранены. В ночь на 9 сентября 1855 г. русские войска, взорвав склады и укрепления и разведя за собой понтонный мост, в полном боевом порядке отошли на Северную сторону Севастополя. Через два дня были затоплены остатки Черноморского флота.
После оставления Севастополя война из тесных траншей перенеслась в дипломатические салоны. Граф Алексей Федорович Орлов, брат первого в русской истории декабриста Михаила Орлова, изо всех сил вел переговоры, стараясь отстоять честь России. Однако факт военного поражения способствовал выдвижению довольно суровых требований со стороны Англии и Франции.
В итоге 18 (30) марта был в Париже подписан мирный договор. По его условиям Россия возвращала туркам город Карс с крепостью, получая в обмен захваченный у нее Севастополь, Балаклаву и другие крымские города. Черное море объявлялось нейтральным, то есть открытым для коммерческих и закрытым для военных судов в мирное время. России и Османской империи запрещалось иметь на Черноморском побережье военные флоты и арсеналы. Россия лишалась предоставленного ей Кючук-Кайнарджийским миром 1774 года протектората над Молдавией и Валахией и исключительного покровительства России над христианскими подданными Османской империи.
