Всю ночь по всей линии обороны войсками гарнизона велись восстановительные работы. Особое внимание было обращено на третий бастион, где к вечеру 5 октября из 22 орудий уцелело только два. Вместо выбывшего из строя штабс-капитана Янцина, заведовавшего оборонительными работами на укреплении, назначили поручика Чистякова. На работы выделили 199 саперов из второй роты шестого саперного батальона, команду матросов и 500 человек из Московского пехотного полка. За работами наблюдал начальник инженеров подполковник Тотлебен. Насыпали заново брустверы, делали амбразуры, увеличивали количество траверс, настилали платформы и устанавливали 19 орудий крупного калибра. За ночь на этом бастионе от навесного огня англичан саперы потеряли 7 человек убитыми и 18 ранеными.
На других укреплениях работы продвигались так же успешно. К утру не только успели восстановить все разрушенные конструкции, но и заменили 60 орудий малого калибра на 36-фунтовые пушки. На четвертом бастионе увеличили количество траверс, защищавших от продольного огня, начали их возведение и на пятом. Парапет оборонительной казармы на том же укреплении сделали из мешков с землей, а наружные стены начали обсыпать грунтом.
Утром 6 октября батареи англичан возобновили бомбардировку третьего и четвертого бастионов и Малахова кургана. Но возросшая мощь русской артиллерии на третьем отделении оборонительной линии позволила защитникам успешно вести контрбатарейную борьбу. Англичанам удалось за день подбить лишь несколько орудий.
Французы молчали, но за ночь ими была заложена новая параллельная траншея в 200 саженях от четвертого бастиона. По французским позициям и ведущимся там работам вели прицельный огонь батареи первого и второго отделений, разрушая конструкции и выводя из строя личный состав.
7 октября союзники начали обстрел оборонительной линии с такой же интенсивностью, как и 5 октября. До того как русские орудия заставили замолчать французские батареи, они успели разрушить парапет на оборонительной казарме пятого бастиона. После этого подполковник Тотлебен принял решение больше не устанавливать орудия на казарме. Артиллерия англичан не смогла подавить русские батареи; в течение дня перестрелка продолжалась с переменным успехом.
Бомбардировка русских позиций заставила военных инженеров во многом пересмотреть принятые ранее проектные решения. Шестой бастион, завершенный до начала Крымской войны, имел на вооружении артиллерию, превосходившую по количеству и калибрам французские батареи, действовавшие против этого укрепления с Рудольфовой горы. Однако с первых же дней укрепление почти не участвовало в боях. Дело в том, что там были установлены крепостные орудия на высоких лафетах и поворотных платформах; осколки снарядов в первые же часы выводили из строя лафеты, и орудия замолкали. Приходилось ожидать наступления сумерек, так как для замены лафетов требовалось установить подъемные механизмы, а в светлое время суток такие работы привлекали внимание противника. Иначе обстояло дело с морскими пушками: при повреждении станка пушки опрокидывались на бок и после замены устанавливались в боевое положение при помощи канатов. Вскоре на шестом бастионе все крепостные орудия заменили морскими. Эскарп и наружные крутости на этом бастионе были облицованы каменной плитой, но под действием разрывных снарядов облицовка стала рушиться и грунт обвалился. Пришлось добавлять земли и делать более пологие откосы.
Заложение новой параллели перед четвертым бастионом указывало на то, что неприятель намерен осуществить атаку именно в данном пункте. Здесь французам можно было создать решающий перевес в артиллерии, размещая ее амфитеатром на высотах, охватывающих укрепление с трех сторон. Фронт атакующих простирался на расстояние до трех верст. В то же время овраги и крутые склоны ограничивали фронт обороны укрепления до одной версты и не позволяли установить поддерживающие батареи на флангах. Эти расчеты и исключительно важное значение четвертого бастиона в обороне города лежали в основе принятого союзниками решения. Действительно, захватив укрепление, можно было отсюда артиллерийским огнем разгромить с фланга и тыла пятый и шестой бастионы, держать под огнем Южную и Артиллерийскую бухты, всю Городскую сторону. В таком положении защитникам Севастополя оставалось бы только отступить на Северную сторону. Кроме того, четвертый бастион был расположен значительно ближе к тыловым базам союзников, разместившимся в Балаклавской и Камышовой бухтах, чем третий бастион и Малахов курган.
Э. И. Тотлебен не мог допустить перевеса осадной артиллерии над четвертым бастионом. По его приказанию в ночь с 7 на 8 октября в тылу пятого бастиона приступили к возведению батареи №30 (Швана) и удлинили батарею №23 (Лазарева). Кроме того, расширили эполемент на правом фасе четвертого бастиона и установили на нем три мортиры крупного калибра; ров левого фаса укрепления фланкировали артиллерийским огнем. Против французских батарей на Рудольфовой горе выставили мортиры крупного калибра на шестом бастионе; на Малаховом кургане установили такие же орудия для обстрела английской артиллерии на Воронцовой высоте.
В течение последующих дней продолжалась артиллерийская перестрелка, не выявившая каких-либо особых преимуществ у противостоящих сторон. Французы продолжали развивать свою траншейную атаку и заложили новые параллели против четвертого бастиона и редута Шварца. В этих новых траншеях разместились стрелки, которые вели прицельный огонь по орудийным амбразурам и выводили из строя много артиллерийской прислуги. Для противодействия им на контрэскарпе рва четвертого бастиона сделали банкет и бойницы для 50 солдат стрелкового батальона, вооруженных штуцерами, а внутри укрепления оборудовали ходы сообщения к пороховым погребам и горже.
Защитники Севастополя постепенно приспосабливались к постоянным обстрелам; появились даже сигнальщики, предупреждавшие о приближении снарядов неприятеля. Значительно сократились потери личного состава. Так, если в первые трое суток бомбардировки ежедневно погибало около 100 человек, то с 8 по 13 октября — около 30, в основном на четвертом бастионе. Здесь продолжали господствовать разрушения и смерть, которым самоотверженно противостоял русский солдат.
К середине октября в крепости сократились запасы артиллерийских снарядов, так как из-за раскисших дорог не могли подойти транспорты с порохом. Стрелять на батареях стали более экономно и прицельно, сократив расход снарядов до 10 тысяч в сутки.
Тем временем к обеим воюющим сторонам стали поступать подкрепления. Крымская армия пополнилась 24 батальонами, 12 эскадронами, 12 казачьими сотнями с 56 полевыми орудиями. Создался некоторый перевес в силах над осадным корпусом, и главнокомандующий князь Меншиков решил использовать благоприятный момент и начать наступление со стороны Чоргуна на Балаклаву. Захватив или отрезав от осадного корпуса эту базу, русская армия принудила бы союзные войска перейти к обороне. Но и в этой операции проявилась бездарность некоторых генералов. Для наступления выделили незначительную часть войск — около 22 тысяч человек, разделив их на два отряда. Атаковав 4,5-тысячную англо-турецкую армию, стоявшую на пути к Балаклаве, и захватив четыре редута, русские солдаты из-за несогласованности в действиях не смогли развить успех и использовать ошибку, допущенную англичанами, которые бросили в контратаку лучшую кавалерийскую бригаду, не поддержав ее артиллерийским огнем и пехотой. Попав под перекрестный картечный и ружейный огонь, атакованная с фланга драгунами, кавалерия англичан была разгромлена и понесла тяжелые потери. В результате наступления, предпринятого 13 октября, русские войска утвердились на левом берегу Черной речки, но англичане так укрепили свои позиции, что исключили возможность какого-либо наступления на этом участке.
А на линии обороны защитники Севастополя ежедневно не только восстанавливали, но и усовершенствовали свои укрепления. Для отражения картечью атаки противника и ведения прицельного огня по передовым позициям французов, на гласисе за рвом четвертого бастиона в течение одной ночи возвели батарею Костомарова на четыре орудия. Здесь ускорили работы и придали большую прочность брустверу и амбразурам, использовав впервые примененные с начала осады туры, изготовление которых началось на Северной стороне. Для противодействия работам англичан, в 100 саженях перед третьим бастионом сделали траншею для ведения штуцерного огня, отсюда можно было обстреливать и штурмующие колонны. Это были первые действия защитников крепости, направленные на выдвижение своих позиций вперед.