Пока русские корабли громили турецкие парусники и батареи, пароходофрегат «Таиф» бежал. Благодаря преимуществу в скорости, он легко ушел как от маневрировавших у входа в бухту фрегатов, так и от 3 пароходов вице‑адмирала Корнилова, которые спешили на помощь Нахимову. Это был единственный турецкий корабль, спасшийся от гибели. Остальные горели и взрывались, засыпая обломками город. Корнилов сделал попытку спасти некоторые корабли противника, чтобы доставить в Севастополь, но все получили большие повреждения, и пришлось их сжечь, сняв уцелевших турецких моряков. Среди них оказался сам Осман‑паша. Часть пленных, в основном раненых, свезли на берег, что вызвало благодарность турок.

В результате сражения турки потеряли 10 боевых кораблей, 1 пароход, 2 транспорта; были потоплены также 2 торговых судна и шхуна. Потери личного состава определяли в 3000 человек. В плен попали, кроме вице‑адмирала и трех командиров кораблей, еще 180 нижних чинов.

Потери русской эскадры в людях составили 38 убитых и 210 раненых. На кораблях было подбито 13 орудий и 10 станков. Повреждения кораблей, особенно в рангоуте и такелаже, оказались серьезнее. Сразу же после боя моряки приступили к заделке подводных пробоин, ремонту парусов и рангоута. Часть кораблей не была в состоянии идти самостоятельно, а лишь на буксире пароходов. В 16 часов 19 ноября к Синопу прибыл пароход «Громоносец». Его приход облегчал буксировку поврежденных кораблей. 20 ноября ремонт завершили. Эскадра направилась в море и 22 ноября прибыла к Севастополю.

За Синоп Нахимова удостоили ордена Святого Георгия 2‑й степени. Награды получили другие участники сражения, победу широко отмечала вся Россия. Но вице‑адмирала не радовала награда: он переживал тот факт, что становился виновником грядущей войны. И его опасения имели вполне прочные основы. Получив предлог для вмешательства и поддержку возбужденного общественного мнения, правительства Англии и Франции отдали приказы, и 23 декабря англо‑французская эскадра вступила на Черное море.

С декабря 1853 года Нахимов командовал судами на рейде и в бухтах Севастополя. Ожидая нападения, он почти не сходил на берег. Тем временем Англия и Франция 12 марта заключили военный договор с Турцией и 15 марта объявили войну России. Вместе с Корниловым вице‑адмирал принимал меры к обороне главной базы с моря и суши.

Высадка союзников, Альминское сражение и уход армии создали критическое положение в Севастополе. Только задержка движения неприятельских войск позволила защитить город с суши орудиями и моряками, занявшими наскоро построенные укрепления. Чтобы преградить путь противнику в бухту, 11 сентября между Константиновской и Александровской батареями были затоплены 5 старых кораблей и 2 фрегата. В тот же день Меншиков поручил Корнилову оборону Северной, а Нахимову — Южной стороны. Начиналась героическая оборона Севастополя, в которой вице‑адмирал сначала командовал эскадрой, а затем стал душой обороны, фактическим ее руководителем после гибели в первой бомбардировке Севастополя 5 октября 1854 года В.А. Корнилова. Он принимал меры к усилению сухопутных бастионов, однако не забывал и о флоте, всемерно добиваясь активных умелых действий от командиров пароходов, ставших единственной боеспособной силой флота.

Только 25 февраля 1855 года Нахимов официально был назначен командиром Севастопольского порта и военным губернатором Севастополя. 27 марта моряка произвели в адмиралы за отличие при обороне Севастополя. Получив разрешение сдать эскадру, он сосредоточил внимание на сухопутной обороне.

Флагман заботился о людях, стремился, как только возможно в тех условиях, избавить армию от лишних потерь. Сам же Нахимов продолжал в сюртуке с хорошо заметными эполетами появляться в самых опасных местах. 28 июня, как обычно, с утра Павел Степанович объезжал позиции. Когда Нахимов с Малахова кургана наблюдал за противником, высунувшись из‑за укрытия, он был смертельно ранен в голову пулей. 30 июня 1855 года адмирал скончался. Похоронили флотоводца во Владимирском соборе с другими выдающимися адмиралами.

Смерть Нахимова поставила последнюю точку в обороне Севастополя. Когда союзникам в результате очередного штурма удалось ворваться на Малахов курган, русские полки оставили Южную сторону, взорвав склады, укрепления и уничтожив последние корабли.

Смерть П.С. Нахимова и других моряков лазаревской школы наряду с условиями Парижского мира 1856 года явились гораздо большей причиной упадка Черноморского флота на ближайшие десятилетия, чем гибель устаревших деревянных парусников. Но Бутаков, Аркас и другие воспитанники лазаревской морской школы стали преемниками погибших замечательных российских моряков.

В годы Великой Отечественной войны 1941—1945 годов, когда жизнь заставила обратиться к боевым традициям прошлого, были учреждены орден Нахимова и медаль Нахимова для награждения достойных моряков.