这种奇怪的战术纠缠一直持续到了10月16号晚，尽管英军炮台还没有完全修建成功，可是联军依旧下达了进攻的命令，准确来说是开始炮击塞瓦斯托波尔；联军阵地上充满了乐观情绪。“所有的炮兵军官——法国、英国和海军——都说在四十八小时的炮轰之后，塞瓦斯托波尔就只会剩下一堆瓦砾了。”轻步兵师的一名参谋亨利·克利福德在给家人的信中如此写道。
根据一些被披露出来的信件显示，有很多士兵都开始相互下注赌沙俄军队可以坚守多少时间。比如参与陆地战斗的海军旅，他在信中声称：“10月16日，我们营地开始押注，赌俄军能守多长时间。赌可以守住几个小时的人都很少，因此赔率很高。一些年纪大些、比较谨慎的军官估计俄军也许能守住四十八小时，但这已是极端的看法。一名士兵想把他在阿尔马时从一名俄国军官身上拿到的巴黎造怀表卖给我，要价二十先令。我的一名同伴叫我不要买，他说四十八小时之后，这块表就不再那么值钱了。”
10月17日一大早，晨雾刚刚散去，俄军观察哨就发现敌人炮台的炮眼已经打开。未等敌人开火，俄军抢先开炮，接着联军的火炮，包括七十三门英军火炮，五十三门法军火炮，一起轰鸣。几分钟内炮击就达到高潮，开炮时低沉的轰鸣声，炮弹在空中翻滚的尖叫声，还有炮弹落地时震耳欲聋的爆炸声完全淹没了军号和军鼓的声音。塞瓦斯托波尔被淹没在一片巨大的黑色浓烟中，浓烟飘浮在战场上空，天色都为之变暗，联军炮兵根本无法瞄准目标。“我们只能坐在那里猜测目标的位置，希望能够击中。”考尔索普写道，当时他正和拉格伦一起，在沃龙佐夫山的采石场观察炮击效果。
这场恐怖炮击的结果却很令人沮丧，因为这场炮击的结果是将数千名平民的家园被炸毁，一座座以前还看的出来是民房的废墟还保留在哪里；对于很多躲藏在俄军堡垒里的平民来说这些是他们没有经历过的恐怖的半天，俄军指挥官在日志中如此记述道：“我从来没有见过，也没有听说过这样的情景，在长达十二个小时的时间里，炮弹疯狂飞舞的声音从未中断过，根本分不清楚是哪一发炮弹发出的声音，脚下的大地不断颤抖……天空中充满了浓烟，遮住了太阳，如同夜晚一般，连房间里都满是烟雾。”
炮击一开始，科尔尼洛夫就带着他的执旗中尉、V.I.巴里亚京斯基亲王开始巡视各个防守位置。他们先去了整个塞瓦斯托波尔最危险的地方：第四棱堡，那里同时遭受英军和法军的炮击。“在第四棱堡内，”巴里亚京斯基回忆道，“景象骇人，损坏严重，一整支炮兵队都被榴弹炮火打倒了，担架队正在运走死伤者，但依然有成堆的人躺在那里。”科尔尼洛夫巡视了每一个炮位，为炮兵们鼓劲。接着他来到第五棱堡，这里遭受敌人火力的压力并不比第四棱堡小。在那里，科尔尼洛夫见到了军港总指挥纳希莫夫。和平常一样，他还是穿着一件配有肩章的长大衣。纳希莫夫脸部受了伤，但是巴里亚京斯基觉得他自己并未察觉，在和科尔尼洛夫说话时，他脸上的鲜血一直流到脖子上，染红了他所佩戴的圣乔治十字勋章的白色缎带。正在交谈时，巴里亚京斯基看到一名军官向他们走来，但是“他没有眼，也没有脸，因为他的五官都被一片模糊的血肉覆盖了”，原来一名水手在附近被炸飞，血肉都溅到了他的脸上。这名军官一边把脸上的血肉抹掉，一边问巴里亚京斯基有没有香烟。科尔尼洛夫的手下劝他不要继续巡视了，因为实在太危险，但是他没有听从，继续来到被称为棱尖的第三棱堡、，这里正被英军重炮以致命的密集程度轰击着。当科尔尼洛夫抵达时，棱尖棱堡的指挥官还是波潘多上尉、，但是很快他就阵亡了，那天接替他的五任指挥官都遭到了同样的厄运。科尔尼洛夫通过堑壕系统来到离英军炮台不远的地方，越过山沟，爬进了马拉科夫棱堡，在那里和受伤的士兵们交谈。就在他即将完成巡视，从山上爬下，走在乌沙科夫山沟时，被一发榴弹击中，下身被炸飞，送往军事医院后没多久就死了。
临近中午，更大的危机来临；联军舰队加入了炮击行动，在港口入海口外排成一个弧形，从那里向塞瓦斯托波尔开炮。军舰离海岸约八百至一千五百米远，俄军在入海口的沉船行动让联军舰队无法靠得更近。在长达六小时的炮击中，联军共投入了一千二百四十门大炮，而守军的海岸炮台只有一百五十门炮。“这是我见到的最可怕的炮击景象，”一名在更远处的海面上观战的商船水手亨利·詹姆斯在日记中写道，“几艘军舰连续不断开炮，听上去就像是抡打一面大鼓一样……我们看到炮弹像冰雹一样砸在要塞脚下的水面上，掀起阵阵巨浪。”开炮产生了巨大的烟雾，让俄军炮手连联军军舰在哪里都看不清楚。有些炮手被吓破了胆子，但也有一些十分勇敢，尽管联军炮弹就在他们头顶附近炸开，还是瞄着笼罩在烟雾中的联军舰队冒出火光的地方开炮。第十棱堡是法军舰队炮击的重点，这里的一名炮兵军官回忆说，他看到一些在过去曾因作战勇敢而受嘉奖的士兵却在这次炮击开始时就吓得逃跑了。“我被两种情绪交缠着，”他回忆道，“一方面我想跑回家保护家人，但是我的责任心又告诉自己必须坚守。我作为一个男人的情绪战胜了作为一名战士的责任感，于是我丢下炮台，去找家人了。”
我们不清楚他到底是不是为自己开脱，但他的这种情绪确实可以说的通，特别是对于保卫者来说，为了自己的家人上战场是一种常态。
但实际上，英法舰队造成的破坏还不如自己遭受的损失大。联军的木壳帆船无法驶到离海岸足够近的距离进行破坏——就凭这一点，俄军沉船行动是有成效的——但是联军舰队自己却处在俄军海岸火炮的火力范围内。俄军海岸火炮虽然数量较少，但因为是架在陆地上，所以射击准确度比联军舰炮高得多。联军舰队一共发射了约五万发炮弹，却没有造成什么实际的破坏，只好起锚离去，清点损失：五条船严重损坏，三十名水手阵亡，超过五百人受伤。在缺少蒸汽动力的铁壳船时代，联军舰队在塞瓦斯托波尔围困战中注定只能扮演配角。
联军第一天的炮击在陆地上取得的成果也不那么令人鼓舞。法军对鲁道夫山（的进攻刚取得一点进展，主军火库就被俄军的炮击摧毁了，于是只能停火。英军对第三棱堡造成了相当大的破坏，伤亡的一千一百名俄军中，大部分是那里的；但是英军缺少重型迫击炮，无法让火力优势真正发挥作用。事前备受推崇的六十八磅兰开斯特大炮在发射榴弹时可靠性不够好，炮击距离较远的俄军工事效果不佳，炮弹又较轻，落地时会直接陷在泥土中。“我担心兰开斯特是一个失败，”勒欣顿上尉在第二天给艾雷将军的报告中写道：“我们的大炮射程不够远，对自己炮眼造成的破坏比对敌人的还多……我一再要求所有军官在指挥发射时必须稳健缓慢……但是敌人离我们实在太远了……炮弹打在那些土堆上，就像打在软软的布丁上一样。”
无论别人怎么想，但是第一天的炮战结果着实让联军失望。
