На удивление защитников Петропавловска 21, 22 и 23 августа прошли спокойно, что дало по возможности исправить повреждения на батареях. Оказалось, что союзная эскадра уже собиралась уйти в Сан-Франциско, но в это время в Тарьинской губе англичанами были пойманы два американца, которые дали подробные сведения о местности и расположении батарей. На основании их рассказа союзники решили высадить сильный десант с северной части города.
Утром 24 августа неприятель-ские корабли снова начали интенсивный обстрел батарей № 3 (5 пушек) и № 7 (6 пушек). По батарее № 3 вел огонь фрегат “Лафорт”, имевший по 30 орудий на каждом борту. Вначале батарея вела точную ответную стрельбу, потопила один баркас с десантниками, но, засыпаемые ядрами, русские пушки постепенно выходили из строя. Командир батареи лейтенант князь А.П. Максутов некоторое время лично вел огонь из последней пушки, пока не был тяжело ранен. Неприятельское ядро ударило в ствол пушки и, отскочив, оторвало ему руку. После боя только на территории батареи было найдено 182 ядра.
Батарея № 7 была защищена земляным валом, и поэтому несколько дольше противостояла сосредоточенному огню 52-пушечного фрегата “Президент” и 6-пушечного парохода “Вираго”. Только после того, как пушки были сбиты и завалены землей, командир батареи капитан-лейтенант В.К. Кораллов, сам сильно контуженный в голову, отвел оставшуюся прислугу к солдатам гарнизона. Уничтожив батареи, противник высадил с фрегатов десанты численностью около 900 человек для захвата города и стоявших в гавани кораблей. Ключевой позицией в обороне стала батарея № 6 поручика К.Я. Гезехуса. Для защиты находившегося рядом с ней порохового погреба генерал-майор Завойко стянул сюда основные силы и сам находился здесь. Основной отряд десанта союзников был встречен картечным огнем четырех батарейных пушек и одного полевого 3-фунтового орудия, которым командовал волонтер, титулярный советник А.И. Зарудный. Противник отступил и направился к двум другим десантным группам, поднимавшимся на Никольскую гору. Вскоре союзникам удалось захватить на берегу несколько важных высот, в том числе сопку Никольскую. Отсюда они начали обстреливать из ружей “Аврору” и батарею на перешейке. Кульминацией сражения стал штыковой бой 300 русских стрелков и моряков с “Авроры” и “Двины” с почти втрое превосходящими силами десанта. В коротком, но жестоком бою враг был сброшен с Никольской сопки в море. К полудню сражение закончилось полным поражением соединенной эскадры. Среди захваченных трофеев были знамя полка английской морской пехоты, оружие и кандалы, предназначавшиеся для пленных. Потери противника составили около 400 человек, в том числе 273 убитых, среди которых оказался начальник десанта капитан Паркер. Потери защитников Петропавловского Порта - 32 убитых и 64 раненых. 22-летний командир батареи № 3 лейтенант Александр Максутов скончался от тяжелого ранения 10 сентября 1854 года.
Корабли союзников отошли далеко от Петропавловского Порта, три дня ремонтировались и хоронили убитых, а 27 августа покинули Авачинскую губу и ушли в море. Английский отряд направился в Ванкувер, французский - в Сан-Франциско.
В память о героической обороне Петропавловского Порта на Никольской сопке был установлен обелиск “Слава”, а также памятник А. Максутову и его артиллеристам.