Когда началась война с Турцией и губернии Херсонская, Таврическая и область Бессарабская были объявлены на военном положении, то Остен-Сакену были подчинены, на правах командира отдельного корпуса, Бессарабская область и та часть Херсонской губернии, что лежит на правом берегу р. Буга. Находясь в Одессе во время объявления Крымской кампании, барон Остен-Сакен принял энергичные меры к защите города, и под его руководством были возведены те батареи, которые 10 апреля 1854 г. с успехом отражали нападение союзного флота. За это отражение он был награждён 21 апреля орденом св. Андрея Первозванного.