30 ноября 1853 г. во время Крымской войны 1853-1856 гг. в Синопской бухте эскадра под командованием вице-адмирала П.С. Нахимова (6 линейных кораблей и два фрегата) уничтожила 15 из 16 кораблей турецкого флота, подавив, кроме того, береговые батареи противника.
В экспозиции зала № 2 истории Крымской войны и Синопского сражения посвящен значительный раздел. Среди ряда факторов, обусловивших победу эскадры П.С. Нахимова в этом бою, необходимо отметить грамотное применение корабельной артиллерии, сыгравшее решающую роль. В сражении сказался значительный численный и качественный перевес русской артиллерии — 720 пушек против 510 у турок.
Во-первых, тяжелые орудия русских линейных кораблей по своей эффективности намного превосходили относительно небольшие пушки турецких фрегатов, не говоря уже о более мелких судах. Вес бортового залпа русской эскадры 400 пудов, турецкой – 150. Во-вторых, высокая скорострельность. Русская эскадра выпустила по врагу 18 тыс. снарядов, т. е. из каждого орудия действующего борта было произведено от 50 до 136 выстрелов.
Третье — артиллерийский огонь был сосредоточен по корпусам турецких кораблей (в то время как турки стреляли по парусам, надеясь затруднить движение русских судов). Четвертое — значительную роль сыграло и наличие на русских кораблях 76 бомбических пушек (это было их первое применение), стрелявших разрывными снарядами, действия которых оказались губительными для деревянных судов. Потери сторон: турки - свыше 3,4 тыс. чел., 15 из 16 кораблей; русские - 37 чел. убитыми, 235 чел. ранеными. Синопский бой стал последним крупным сражением эпохи парусного флота.
За победу при Синопе П.С. Нахимов, подобно Ф.Ф. Ушакову, был отмечен сразу орденом Святого Георгия 2-й степени, минуя третью. А специальной награды для победителей при Синопе из-за неудачного хода Крымской войны учреждено не было. Но оставшиеся в живых к концу войны участники Синопского боя были отмечены медалью «За защиту Севастополя», которая представлена в экспозиции зала № 2. Эту награду получали все участники обороны города, или лица, оказавшиеся в Севастополе по служебным обязанностям. Всего было изготовлено около 250 тыс. серебряных медалей. Это первая медаль в отечественной наградной системе за оборонительные действия, из которых несколько особняком стоят события Синопского сражения.