Storbritannia og Frankrike la til side håpet om fortsatte forhandlinger, men Østerrike og Preussen mente at avslaget av de framsatte endringene ikke rettferdiggjorde å oppgi den diplomatiske prosessen. Sultanen erklærte formelt krig den 23. oktober 1853 og fortsatte med å gå til angrep. Hans hærstyrker flyttet seg mot den russiske hæren i nærheten av Donau senere den samme måneden. Både Russland og Det osmanske rike stablet mengder av soldater opp på to hovedfronter, Kaukasus og langs Donau. Den osmanske lederen Omar Pasha greide å få noen seire ved Donau, og i Kaukasus var osmanene i stand til holde på posisjonene ved hjelp av tsjetsjenske muslimer ledet av Imam Shamel. Tsar Nikolaj svarte med å sende krigsskip som i sjøslaget ved Sinope den 30. november 1853 ødela en patruljeskvadron av osmanske fregatter og korvetter mens de lå ankret opp ved havn i Sinope i nordlige Tyrkia. Ødeleggelsen av de tyrkiske skipene var det som ga Storbritannia og Frankrike påskudd, noen få måneder senere, til å erklære krig mot Russland og stille seg på osmanenes side. Den 28. mars 1854, etter at Russland hadde ignorert det britisk-franske ultimatum om å trekke seg ut av de donauske fyrstedømmene, erklærte Storbritannia og Frankrike formelt krig.