Характер и природные качества флотоводца развились под влиянием морских войн времен Республики и Империи, однако он избегал односторонности и всегда, когда появлялось время на берегу, старался заниматься собственным образованием. Опыт дипломатической службы сыграл свою роль в деятельности адмирала, особенно в условиях Крымской войны.
Когда война стала неизбежна, Лайонса произвели в контр?адмиралы и назначили помощником начальника эскадры Средиземного моря. Начальником был сэр Джемс Уитли Дондас (1785–1862) — английский адмирал, который участвовал в блокаде Александрии (1800), в защите Штральзунда и взятии Копенгагена (1807). В 1841 году и с 1846 года он состоял лордом адмиралтейства, а в 1851 году был назначен главнокомандующим английским флотом в Средиземном море.
После Синопа эскадры Дондаса и Гамелена 23 декабря 1853 года вступили в Черное море, прикрывая движение турецких судов, перевозивших войска на Кавказ. Они имели приказ нейтрализовать русский флот на Черном море. 28 декабря союзные эскадры подошли к Трабзону (Трапезунду). Движение эскадр побудило русское командование снять войска кавказской береговой линии и отвести крейсирующие корабли в Севастополь.
Войны с Россией не было, и Дондас получил указание оттеснить русские корабли в один из портов. Вполне понятно, что высланные в штормовое зимнее Черное море эскадры, имевшие противоречивые инструкции, уже через 20 дней вернулись в Босфор, оставив патрульные суда у Севастополя.
15 марта 1854 года союзники объявили России войну. 8 апреля соединенный флот вице?адмиралов Ф.А. Гамелена и Дж. Дондаса подошел к Одессе. 10 апреля линейный корабль и 9 пароходофрегатов приблизились и открыли огонь с дистанции 7–8 кабельтовых, но были отбиты огнем батарей. Неудачно попытавшись высадить десант, союзники 12 апреля ушли к Севастополю.
Весной 1854 года, когда эскадра Гамелена четыре дня обстреливала издали Севастополь, контр?адмирал Лайонс с эскадрой ходил к берегам Кавказа. Он выгрузил 57 тысяч патронов в Геленджике, осмотрел оставленные русскими укрепления и ушел в Балчик. Моряк должен был вступить в переговоры с Шамилем и другими черкесами, но не имел оружия для горцев — оружие это везли суда турецкой эскадры, тогда же направлявшейся к Кавказу. Энгельс писал, что 2 судна с необходимыми припасами были гораздо важнее для горцев, чем моральная поддержка 5 кораблей Лайонса.
По сведениям английских газет, Лайонс с эскадрой крейсировал летом 1854 года у Анапы, чтобы поддержать французскую эскадру Брюа с десантом 7000 человек.
Когда союзные флоты вступили на Черное море, Лайонс наряду с французским адмиралом Брюа был сторонником высадки в Крыму, тогда как главнокомандующий Дондас считал, что плохой грунт и отсутствие воды делают экспедицию невозможной. Тем не менее в августе союзники подготовились к десанту. Экспедиционная армия в 62 тысячи человек была высажена 2–6 сентября южнее Евпатории и 7 сентября двинулась на Севастополь. В сражении на реке Альме 8 сентября союзники одержали победу. Корабли Лайонса огнем поддержали фланг французских войск. Но союзники понесли значительные потери и несколько замедлили движение, позволив русским войскам отступить, а защитникам Севастополя — укрепить город с суши. Англичанам и французам пришлось приступить к осаде. 28 сентября эскадра Лайонса расположилась в Балаклавской бухте, где было удобно выгружать артиллерию; армия подошла к этому пункту по суше.
Бомбардировать Севастополь в октябре 1854 года Лайонс шел на корабле «Агамемнон» и проявил немало решительности.
С рассветом 5 октября 1854 года вслед за началом бомбардировки сухопутных укреплений Севастополя для обстрела с моря выступил союзный флот. Чтобы уменьшить цели, верхнюю часть рангоута союзных кораблей сняли; паровые корабли двигались сами, а парусные вели пароходы, пришвартованные к борту, который не подвергался обстрелу. Суда подходили на значительной скорости, чтобы затруднить пристрелку. Около полудня они развернулись перед береговыми батареями.
Английская эскадра встала против русских укреплений от Константиновской батареи до Волоховой башни. Она располагала 546 орудиями против 31 русского (не считая удаленных 28 орудий батарей № 7 и 8). 5 кораблей издали обстреливали с фланга Константиновскую батарею, располагая 280 орудиями одного борта против 17 русских. 3 корабля обстреливали Волохову башню и батарею Карташевского, а корабль «Лондон» из их числа простреливал Константиновскую батарею с тыла. Наиболее подошел к берегу адмирал Лайонс на «Агамемноне» с 2 кораблями. Его артиллерия могла действовать по батарее Карташевского и в тыл батареи Константиновской, тогда как его обстреливали лишь орудия батарей № 7, 8 и 10 с расстояния 2000 метров. От перекрестного обстрела и взрыва зарядных ящиков сильно пострадала Константиновская батарея. Взрыв заметил Лайонс; с «Агамемноном» он оставил линию, обошел эскадру, вышел из вновь затянувшего пространство дыма и открыл огонь одним бортом по Константиновской, а вторым — по батарее № 10, но уже через несколько минут получил повреждение от перекрестного огня и скрылся за дымовой завесой. На корабле вспыхивал пожар.
К 18 часам 30 минутам огонь прекратился. Союзники выпустили 50 тысяч снарядов, не добившись успеха. Русские береговые батареи расстреляли лишь 16 тысяч снарядов. В итоге неудачи союзный флот в течение года фактически бездействовал и не повторял попыток бомбардировать Севастополь с моря.
В ходе осады Лайонсу приходилось проявлять твердость. Когда после боя при Балаклаве Дондас приказал погрузить на суда морскую бригаду и часть орудий, чтобы спешно оставить Балаклаву, именно Лайонс убедил своего начальника, что Камышовая бухта мала для союзного флота и потеря Балаклавы приведет уже через неделю к необходимости оставить и Крым. Предложение Лайонса удерживать Балаклаву было принято. За заслуги моряку пожаловали звание лорда.
После того как лорда Дондаса отозвали с Черного моря, главное командование перешло к Лайонсу.
Так как Севастополь продолжал держаться, надо было демонстрировать деятельность флота. Чтобы уничтожить запасы провизии, которые в портах Приазовья собирали для русской армии, союзное командование решило предпринять экспедицию к Керченскому проливу и Азовскому морю. Экспедицию, включавшую 16 тысяч союзных войск, возглавил генерал Броун. Эскадрами командовали Э. Лайонс (6 линейных кораблей, 27 меньших судов) и А.Ж. Брюа (3 корабля, 21 меньшее судно). 10 мая с целью дезинформации эскадры направились в сторону Одессы, а затем повернули и 11 мая прибыли к мысу Ак?Бурун. Их первой целью стала Керчь, которую с суши обороняли 20 орудий. В порту стояли 4 транспорта, 3 парохода и несколько баркасов. При подходе союзников русские войска отошли. Союзный десант без боя занял Керчь и Еникале. Русские перед уходом уничтожили запасы провианта, заклепали пушки и сожгли пароходы. Союзники ограбили город и направились в Азовское море.
И далее союзники действовали, как в колонии. 15 мая они напали на беззащитный Бердянск, сожгли суда, склады и 2 частных дома. 14 мая 13 пароходов три часа обстреливали небольшую крепость Арабат, однако ответный огонь нанес повреждения двум судам, и они ушли. 17 мая 15 пароходов подошли к Геническу, и Лайонс потребовал сдать ему стоящие в проливе суда и склады. После отказа союзники обстреляли город, истребили собранные там запасы, а посланные шлюпки сожгли 48 судов в Геническом проливе. 22 мая союзники обстреляли отказавшийся сдаться Таганрог. В городе не оказалось артиллерии, но союзный десант местная гарнизонная рота сбросила в море. Обстрел нанес серьезный ущерб Таганрогу, также как Мариуполю и Ейску. 3 июня эскадра вернулась к Севастополю, оставив гарнизон в Керчи.
После того как русские войска покинули Южную сторону Севастополя, 12 сентября 1855 года союзники пришли к Тамани. Эскадра из 15 кораблей высадила шеститысячный десант, которому предстояло действовать совместно с Шамилем. Войска заняли старую крепость Фанагория и пытались вместе с горцами наступать к Екатеринодару, но встретили сопротивление русских войск и 20 сентября эвакуировались.
В начале октября эскадра из 80 вымпелов (включая 3 плавучие батареи) подошла к Кинбурну. Против 13 пушек союзники сосредоточили 1500. В течение 3?х дней гарнизон крепости (1500 человек) отбивался, и только 5 октября крепость пала после подавления батарей бронированными судами. Однако пройти в Днепровско?Бугский лиман, чтобы взять Херсон, Николаев и Очаков, союзники не решились, ибо встретили в лимане мины, выставленные в 1854 году. Боевые действия на Черном море завершились.
Деятельность союзников на Черном море все же отличалась в лучшую сторону, хотя бы внешне, от неудач на Балтике под Кронштадтом, Выборгом и Свеаборгом. Так как лучших кандидатов не было, на щит подняли сэра Лайонса. В 1856 году его возвели в звание пэра.
