Крымские события подняли волну патриотизма, стали формироваться ополчения. Мобилизационный потенциал Российской империи позволил развернуть почти двухмиллионную армию, но необходимость воевать на разных фронтах делала победу практически невозможной. Россия оказалась изолированной на международной арене, ей противостояли превосходящие по численности и вооружению союзные войска. Российские солдаты в большинстве своем были вооружены гладкоствольными заряжавшимися с дула кремневыми ружьями. Зарядить такое ружье было делом сложным, требующим навыка, а дальность стрельбы была всего около двухсот шагов. Французы же и англичане имели на вооружении современные нарезные ружья: заряжались они быстрее, стреляли гораздо дальше и более метко. Техническое преимущество западных армий было очевидно, а с учетом воровства в Российской армии положение солдат становилось и вовсе не завидным.
Похожим образом дело обстояло и с флотом. Боевая подготовка матросов и офицеров на Черноморском флоте была гораздо лучше западной (сказались методы обучения, внедренные адмиралами М. П. Лазаревым и П. С. Нахимовым, В. А. Корниловым и В. И. Истоминым), но по численности боевых кораблей русский флот уступал Англии и Франции. К тому же Россия имела очень мало паровых судов — русские парусники зависели от направления ветра. Не спасло и то, что переброска союзных войск неприятеля из Варны в Крым была крайне плохо организована коалиционным командованием. Например, первый эшелон в 54 парусных французских судна с войсками покинул Варну 5 сентября и трое суток без всякого конвоя болтался в море в ожидании остальных. Видимо, это был тот момент, который мог решить судьбу всей Крымской военной кампании, — русский флот имел возможность успешно атаковать неприятеля. Но у русских не было в море разведки.
Второй раз Черноморский флот имел шанс изменить ход войны при высадке союзников на берег. Адмирал Нахимов, понимая это, решил направить корабли к Евпатории и уже поднял на мачте флагманского корабля сигнал «Приготовиться к походу». Но сначала дул северо-западный ветер, противный движению в направлении Евпатории, а потом и вовсе наступил полный штиль, продолжавшийся несколько дней. Парусные суда, зависимые от ветра, не смогли использовать имеющегося преимущества. Князь Меншиков не стал атаковать противников в момент высадки и с суши — он сосредоточивал войска в районе реки Альмы, чтобы преградить им путь к Севастополю.
В результате Евпаторию союзники взяли, Альминское сражение выиграли, а затем началась осада Севастополя, которая продолжалась 349 дней. В городе не хватало питьевой воды, солдаты и матросы питались сухарями, в зимние месяцы страдали без теплой одежды. Со всей России присылали для служивых не только крестики и образки, но и полушубки, сапоги, башмаки, однако из-за бездорожья, военной неразберихи и бесхозяйственности вещи приходили с большим опозданием… Но несмотря ни на что, севастопольцы продолжали героически обороняться. Союзники прозвали гарнизон города «стальным», а Россия из газет узнавала имена всё новых героев.
В такой обстановке было принято решение усилить армию врачами-добровольцами, среди которых оказался и Леонтьев. В своем прошении он изъявил желание служить в Севастополе, но направили его в госпиталь под Керчью. Поселился Леонтьев в доме у госпитального смотрителя в Еникале — построенной в начале XVIII века турками крепости, контролировавшей самое узкое место пролива между Азовским и Черным морями на северной окраине Керчи. Именно здесь, в пятиугольнике старых каменных крепостных стен, были размещены военный госпиталь и несколько береговых батарей с пороховыми погребами.
Крым Леонтьеву очень понравился своей живописностью, и если бы на территории Еникале росли еще и деревья (а их было всего три), он нашел бы местность прекрасною. Леонтьев сразу и навсегда влюбился в юг. К тому же нельзя сбрасывать со счетов и то, что сухой и теплый крымский климат был ему полезен. Он по-прежнему был слаб здоровьем, кашлял, а сентябрьское солнышко пригревало военного лекаря совсем по-летнему, воздух был свеж, он покупал у местных татар кумыс, молоко и надеялся вскоре поправиться.