У 1827 році брав участь у Наваринська морській битві. командуючи батареєю на лінійному кораблі "Азов". У цій битві поряд з лейтенантом П. С. Нахімова вміло і відважно діяли майбутні флотоводці мічман В. А. Корнілов і гардемарин В. И. Істомін. Розгром турецького флоту в Наваринська морській битві значно послабив морські сили Туреччини, сприяв національно-визвольній боротьбі грецького народу, перемоги Росії в російсько-турецькій війні 1828-1829 рр. В ході цієї війни Нахімов потім командував корветом "Наварин", брав участь у блокаді Дарданелл. У 1829 році після повернення в Кронштадт Нахімов очолив фрегат "Паллада". У 1834 році він знову переведений на Чорноморський флот і призначений командиром лінійного корабля "Силистрия", який по організації служби, бойової підготовки та маневрування по його початком був визнаний кращим кораблем Чорноморського флоту. Командувач флотом адмірал М. П. Лазарєв часто тримав на "Силистрии" свій прапор, ставив корабель в приклад всьому флоту.
Згодом П.С.Нахимов командував бригадою (з 1845 г.), дивізією (з 1852 г.), ескадрою кораблів (з 1854 р), які несли бойову службу біля узбережжя Кавказу, припиняючи спроби турків і стоять за ними англійців підірвати позиції Росії на Кавказі і Чорному морі.
Під керівництвом Нахімова було здійснено затоплення біля входу в бухту кількох дерев'яних вітрильних кораблів, що перегородило доступ в неї ворожому флоту. Це значно посилило оборону міста з моря. Нахімов керував будівництвом оборонних споруд і установкою додаткових берегових батарей, що з'явилися кістяком сухопутної оборони, створенням і підготовкою резервів. Він безпосередньо і майстерно здійснював управління військами при бойових діях. Оборона Севастополя під керівництвом Нахімова відрізнялася високою активністю. Широко застосовувалися вилазки загонів солдатів і матросів, контрбатарейна і мінна боротьба. Прицільним вогнем з берегових батарей і кораблів наносилися дошкульних ударів по ворогу. Під керівництвом Нахімова російські матроси і солдати перетворили слабо захищений до того з суші місто в грізну фортецю, яка успішно оборонялася 11 місяців, відбивши кілька ворожих штурмів.
В системі державних нагород РФ збережений військовий орден Нахімова.