Incapables d'encercler la totalité de la forteresse, les Alliés investissent seulement ses défenses au sud. Ils doivent repousser des attaques simultanée de l'armée de Crimée et de la garnison (Balaklava, Inkerman).

En juin 1855, les Britanniques attaquent le secteur de Redan et subissent de lourdes pertes sans résultats. Le 8 septembre, les Français réussissent à s'emparer de la position fortifiée de Malakoff grâce à un assaut parfaitement coordonné. La forteresse devient alors intenable et les Russes l'évacuent après avoir détruit ses fortifications.

Les pertes dues à l'hiver et au choléra dépasse largement celles dues aux combats. Les forces françaises et anglaises sont en effet mal équipée et mal ravitaillée. Il faut attendre les révélations de William Howard Russell dans le Times pour que la situation s'améliore, du moins côté anglais.

Il semblerait que c'est lors de l'assaut français sur Malakoff qu'il est fait pour la première fois usage de montres pour synchroniser les opérations.

Lors du même assaut, le général MacMahon, jamais à cours d'un bon mot, aurait dit à son arrivée dans la place :
"j'y suis, j'y reste !".