Однако командование союзных войск, получив известие о затоплении кораблей, не зная состояния российских войск и планов их командования, не решилось штурмовать укрепления Северной стороны 23 сентября вечером, поэтому направило свои войска через Инкерман на Балаклаву, Казачью и Камышовую бухты. 26 сентября английские войска заняли Балаклаву, сделав ее базой своей армии. Их план состоял в том, чтобы отсюда наступать на крепость с Южной стороны.
До утра ни русские, ни союзники не имели сведений друг о друге. Утром 24 сентября выяснилось, по меткому замечанию П. С. Нахимова, что все три главнокомандующих (русский, французский и английский) играли в жмурки и обменялись позициями: россияне шли с юга на север, а союзники – с севера на юг. Выйдя в тыл союзной армии, русские войска после марша стали в 10 километрах от Бахчисарая, а затем перешли в долину Качи.
Видя, что угроза городу с севера миновала, В. А. Корнилов приказал перевести на Южную сторону 11 морских батальонов, а по приказу П. С. Нахимова из команд судов были сформированы еще два сводных батальона. Севастопольская же крепость стала усиленно готовиться к обороне.
Дело в том, что если со стороны моря Севастопольская крепость была хорошо укреплена, то с сухопутной стороны она практически не защищалась. Укрепления Северной стороны были расположены так нелепо, что окрестные возвышенности господствовали над некоторыми из них, сводя тем самым их значение к нулю. Здесь имелось всего 198 орудий, причем преимущественно малого и среднего калибра. Вообще орудия по периметру Севастополя располагались неравномерно. Например, на Малаховом кургане, центре позиции, ключе к Севастополю, в тот период находилось всего пять орудий среднего калибра (по 18 фунтов). Мало того, башня, на которой эти пять пушек стояли, не была защищена, поскольку, отмечал В. А. Корнилов: «гласис, долженствовавший защищать стены башни, и вообще земляные работы около нее еще не начинались».
С уходом Меншикова с армией от Севастополя Корнилов, Нахимов, Истомин и Тотлебен развернули в городе грандиозные работы по сооружению оборонительных укреплений. По приказу В. А. Корнилова были прекращены все портовые работы, рабочие распределены по сухопутным укреплениям. Офицеры-саперы руководили строительными работами. Из портовых складов на укрепления вывозили лес, такелаж, мешки, железные цистерны, инструменты, гвозди и т. д. Все средства города были направлены также на оборону: частные подводы везли снаряды и материалы на батареи, из граждан была организована милиция, занявшая караулы, многие жители работали на укреплениях. По мере необходимости с судов свозили на батареи орудия большого калибра, станки, снаряды и заряды.
