С началом, в 1853 году Восточной войны, окончившейся Севастопольской кампанией, Родионов находился на корабле «Париж», входившем в состав эскадры вице-адмирала П. С. Нахимова, и во время самого Синопского боя принимал деятельное участие, указывая адмиралу направление, по которому ложились снаряды. В один из таких моментов неприятельское ядро оторвало ему правую руку. Пролежав до 26 ноября в корабельном лазарете, он, когда русский флот вернулся в Севастополь, был переведён в морской госпиталь, где ему пришлось пробыть около пяти месяцев. Наконец, 10 марта 1854 года он выписался из больницы и, несмотря на то, что у него не было руки, но видя, что он может быть полезным, ввиду начавшейся Севастопольской обороны, Родионов в августе того же года поступил на корабль «Три Святителя». После затопления Черноморского флота Родионов перешёл в гарнизон Севастополя и явился одним из защитников этого города до 20 апреля 1855 года.