Перед Крымской войной 18531856, будучи уже командиром 1-й Черноморской эскадры, осуществил в сентябре 1853 оперативную переброску из Крыма на Кавказ 3-й пехотной дивизии. С началом военных действий в октябре 1853 крейсеровал у берегов Малой Азии. 18 (30) ноября, не дожидаясь подхода отряда пароходофрегатов В.А.Корнилова, атаковал и уничтожил вдвое превосходящие силы турецкого флота в Синопской бухте, не потеряв ни одного корабля (последнее сражение в истории русского парусного флота); награжден орденом Св. Георгия 2-й степени. В декабре назначен командиром эскадры, защищавшей Севастопольский рейд. После высадки 26 (1418) сентября 1854 в Крыму англо-франко-турецкой эскадры вместе с В.А.Корниловым руководил подготовкой Севастополя к обороне; формировал батальоны из береговых и корабельных команд; был вынужден согласиться на затопление части парусных судов Черноморского флота в Севастопольской бухте. 11 (23) сентября назначен начальником обороны Южной стороны, став главным помощником В.А.Корнилова. Успешно отразил первый штурм города 5 (17) октября. После гибели В.А.Корнилова возглавил вместе с В.И.Истоминым и Э.И.Тотлебеном всю оборону Севастополя. 25 февраля (9 марта) 1855 назначен командиром Севастопольского порта и временным военным губернатором города; в марте произведен в адмиралы. Под его руководством Севастополь в течение девяти месяцев героически отражал атаки союзников. Благодаря его энергии оборона приобрела активный характер: он организовывал вылазки, вел контрбатарейную и минную войну, возводил новые укрепления, мобилизовал на защиту города гражданское население, лично объезжал передовые позиции, воодушевляя войска. Награжден орденом Белого Орла.
28 июня (10 июля) 1855 был смертельно ранен пулей в висок на Корниловском бастионе Малахова кургана. Умер 30 июня (12 июля), не приходя в сознание. Гибель П.С.Нахимова предопределила скорое падение Севастополя. Похоронен в адмиральской усыпальнице Морского собора Св. Владимира в Севастополе рядом с В.А.Корниловым и В.И.Истоминым.
П.С.Нахимов обладал большими военными дарованиями; отличался смелостью и неординарностью тактических решений, личным мужеством и хладнокровием. В бою стремился максимально избежать потерь. Огромное значение придавал боевой выучке матросов и офицеров. Пользовался популярностью на флоте.
Во время Великой Отечественной войны 3 марта 1944 были утверждены медаль Нахимова и орден Нахимова 1-й и 2-й степени.
Иван Кривушин
Давыдов Ю.В. Три адмирала. М., 1991
Адмиралы Российского флота. Россия поднимает паруса. СПб, 1995
Адмирал Нахимов: Документы и очерки. Калининград, 1997
Бекир-Заде Э. Адмирал Нахимов. Смоленск; М., 1999
Новиков В.С. Адмирал Нахимов Павел Степанович личность и эпоха: К 200-летию со дня рождения. Наш современник. 2002, № 7