К началу обороны четвертый бастион имел несколько земляных укреплений, на которых было установлено более 70 орудий. Бастион входил во второе отделение обороны, которым руководил участник Синопского боя вице-адмирал Новосильский.Начиная с конца октября 1854 года, противник много раз подвергал бастион ожесточенным бомбардировкам. Защитники отвечали сильным огнем, подавляя все попытки врага пойти в атаку.
Французы начали делать подкоп, чтобы заложить мины, произвести взрыв и разрушить бастион.
Однако русские саперы под руководством штабс-капитана Мельникова сорвали замысел врага. Они повели контрподкоп и взрывами своих мин еще больше увеличили потери французов.
Работы велись в три смены на глубине до 12 метров, часто под минными галереями французов. В каждой смене работало по 75 саперов и по 200 пехотных солдат. Работами руководили офицеры-саперы Мельников, Турбин и другие. Мельников, почти не выходивший из минных галерей, был назван «оберкротом».
22 января (3 февраля) 1855 года русские минеры произвели первый взрыв, который разрушил переднюю часть французской галереи, находившейся в 43 метрах от бастиона.
Врагу пришлось признать превосходство русских саперов. Английская газета «Тайме» писала о подземно-минной войне: «Нет никакого сомнения, что пальма первенства в этом роде действий принадлежит русским».
Защитники Севастополя за семь месяцев пробили около 7 тысяч метров подземных галерей, в то время как французы и англичане пробили лишь до 1300 метров.