Наибольшую славу в истории русского флота Ч. флот или, точнее, личный состав его приобрел во время Восточной войны (1853—56) – в Синопском бою и обороне Севастополя. Личный состав Ч. флота к этому времени был подготовлен адмиралом Лазаревым, бывшим с 1833 г. главным командиром Ч. флота и отличавшимся как административными способностями, так и боевыми качествами и уменьем воспитать в подчиненных такой же дух. Из его школы вышли адмиралы Нахимов, Корнилов, Истомин и другие славные деятели Севастопольской обороны. Ч. флот в это время состоял из трех 120-пушечных кораблей, двенадцати 84-пушечных, восьми фрегатов и около шестидесяти мелких судов – бригов, шхун и небольших пароходов. Судовые команды распределялись по 17 экипажам, по 1000 человек в каждом. При превосходном личном составе техническая часть флота сильно отставала от западноевропейских флотов (а отчасти и от турецкого), где были введены паровые двигатели, более усовершенствованная артиллерия и даже делались попытки броненосного судостроения. Несмотря на это нашему флоту удалось одержать, под начальством Нахимова, блестящую победу при Синопе, где был уничтожен весь находившийся там турецкий флот и срыты береговые укрепления (18 ноября 1853 г.). При появлении в Черном море союзного англо-французского флота, значительно превосходившего наш по численности, Ч. флоту было слишком рискованно вступать с ним в бой, хотя и высказывались мнения, что следовало бы напасть на неприятельский флот при перевозке десанта, который можно было бы при этом уничтожить. Когда союзники уже приближались к Севастополю, решено было заградить им вход в бухту последним средством – потоплением своих кораблей (см. Восточная война, VII, 290—299).

Последствием этой войны был отказ России, по Парижскому трактату, от права иметь в Черном море военные суда, кроме самых незначительных. Поэтому к началу русско-турецкой кампании 1878—79 гг. Ч. флот состоял всего из двух поповок (см.), судов негодных для плавания в море и могущих быть лишь прибрежным оборонительным средством, 4 старых деревянных корветов, императорской яхты «Ливадия» (построенной по плану поповок, но слегка удлиненной), 7 пароходов и нескольких мелких судов. Запрещение иметь боевой Ч. флот было снято с России в 1871 г., но ко времени русско-турецкой войны не было возможности организовать в Черном море, из-за дальности расстояния до мест добывания материалов и топлива, железное и броненосное судостроение. В начале военных действий Ч. флот распределен был следующим образом: почти все военные суда были оставлены для обороны северных прибрежных местностей (Одессы, Очакова, Севастополя и т. д.), наступательные же решено было производить крейсерскими операциями, взяв для того пароходы Русского общества пароходства и торговли: «Великий Князь Константин», «Владимир», «Веста», «Аргонавт» и «Россия», к которым присоединены были из судов флота «Ливадия» и пароход «Эльборус». Для действия на Дунае были посланы из Ч. флота две роты черноморских экипажей, под командой капитан-лейтенанта Бекитова. Преобладающим оружием в эту компанию была мина, только что введенная во флоте; только ее и можно было противопоставить турецким. броненосцам, с многочисленной артиллерией. Крейсерские операции имели целью нападение на неприятельские берега, на коммерческие пароходы, единичные военные суда и даже отряды, при благоприятных для минной атаки случаях, отвлечь внимание турецкого флота от Дуная и от берегов Кавказа, оставшихся без защиты. Организацией крейсерства занялся главный командир Ч. флота генерал-адъютант Аркас, давший командирам пароходов возможность широко развить личную инициативу и предприимчивость. Главные действия Ч. флота были следующие: 28 июня 1877 г. на Сулинском рейде была атакована турецкая эскадра минными катерами с «Великим Князем Константином» (командир – лейтенант Макаров), причем турецкий броненосец получил серьезные повреждения; 6 июня тот же пароход сжег у Анатолийского берега 4 турецких брига; 11 июля пароход «Веста» (командир – капитан-лейтенант Баранов) выдержал 5-часовой бой с броненосцем «Фехти Буленд», который получил повреждения и перестал преследовать его. У кавказского берега турецкий броненосец «Ассари-Тевкент» был взорван минной атакой катеров с «Великого Князя Константина» в то время, когда угрожал проходу у мыса Адлер, где должен был пройти русский сухопутный отряд. В декабре пароход «Россия» (командир – капитан-лейтенант Баранов) захватил в море транспорт «Мерсина» с войсками. Транспорт был отведен в Севастополь и переименован в «Пендераклию». Кроме того, пароходы наши занимались перевозкой войск, доставкой различных предметов для действующей армии и в конце войны перевезли последнюю обратно в Россию. В 1880-х годах на Черном море устанавливается уже броненосное судостроение, которому сильно помогла разработка донецкого бассейна и близость железоделательных заводов.