Тотлебен в составленном под его руководством капитальном труде "Описание обороны г. Севастополя" приписывал продолжительность и упорство обороны Севастополя следующим причинам:
превосходному духу русских войск;
отсутствию блокады и сохранению сообщений атакованного города с армией и с внутренностью страны до конца осады (Это подтверждается обороной Вердена и Осовца в войну 1914-1918 гг.);
многочисленности и выгодному направлению артиллерии севастопольских укреплений и
крайней нерешительности союзных главнокомандующих, упустивших много благоприятных случаев овладения Севастополем открытой силой.
Но в обороне Севастополя немалую роль играла и личность самого Тотлебена, который до мозга костей был военным человеком, прекрасно знал тактику всех родов войск, соединяя в себе знание дела и умение инженера, артиллериста и тактика. Биограф Тотлебена Н. Шильдер писал, что: "Тотлебен не обладал умом теоретика; это был по преимуществу ум - практик. Все соображения его подчинялись строгому расчету…При таком складе ума и дарований Тотлебен не сделал новых шагов и открытий в инженерной науке, но он умел только с необыкновенным искусством пользоваться обстоятельствами и применяться к ним". В этом Тотлебен удивительным образом имел сходство с Вобаном, почему, вероятно, и был прозван русским Вобаном. После падения Севастополя Тотлебен в сентябре 1855 г. был вызван в г. Николаев для приведения его в оборонительное состояние.
Николаев после Севастополя был важнейшим стратегическим пунктом на всем Черноморском побережье. Здесь находились обширное адмиралтейство, верфь, множество зданий морского ведомства и склады корабельного леса. В городе насчитывалось до 40000 жителей; кроме того здесь имелась переправа через р. Буг. С занятием союзниками южной стороны Севастополя важность Николаева возросла еще более, и настало время обеспечить от атаки неприятеля этот важный пункт, который до 1855 г. не был укреплен. По проекту Тотлебена, к осуществлению которого было немедленно приступлено, укрепления, прикрывающие Николаев с сухого пути, состояли из линии люнетов и батарей; на случай же возможного прорыва неприятельского флота были устроены земляные батареи для обстреливания Буга. В начале ноября эти батареи были уже вооружены, а доступы к ним со стороны реки защищены подводными минами; вслед за этим начато было и вооружение сухопутных укреплений, где были устроены прочные пороховые погреба и блиндажи на 15000 человек.
Особенно ценные мысли высказаны были Тотлебеном в рассматриваемый период (50-е годы XIX века) в его "Записке о вооружении укреплений г. Николаева и вообще укрепленных позиций, предназначенных выдержать осаду" (1855 г.). В этой записке с полной ясностью выражены основные идеи, которых затем держались русские инженеры, идеи, которые и явились основной русской фортификационной школы.
Эти идеи, высказанные под свежим впечатлением пережитых боевых примеров осады и обороны крепостей, делали резкий скачок от фортификационных традиций прошлого века, еще царивших даже во Франции, несмотря на блестяще мелькнувший период наполеоновских войн. Вот эти основные идеи:
упорное сопротивление укрепленной позиции зависит от удержания главных ее пунктов, или лучше сказать, от удержания в своей власти до последней крайности сомкнутых укреплений или фортов;
все внимание должно быть обращено на доставление фортам сильнейшей самостоятельной обороны;
несравненно выгоднее поставить орудия большого калибра не в фортах, а на промежутках, по обе стороны фортов, под покровительством последних. Неприятель, развлеченный действием промежуточных батарей, будет с меньшей вероятностью действовать по фортам и не имеет возможности сосредоточить на них свои выстрелы.
Попутно с этими основными мыслями в записке рассматривалась роль фортов и им главным образом придавалось значение опорных пунктов ближнего боя; наконец с замечательным знанием дела распределено было артиллерийское вооружение и выяснена роль каждого рода орудий.
Изложенные мысли были настолько жизненны и настолько отвечали глубокому пониманию той боевой обстановки, какую после Севастополя можно было ожидать в будущей крепостной войне, что на всей почти территории Западной Европы получили в ближайшие затем годы одобрение и послужили основой устройства германских и французских, а позднее и русских крепостей.
Но на этом не закончилась теоретическая и практическая деятельность Тотлебена и, как увидим ниже, ему пришлось играть в России выдающуюся роль в 60-х и 70-х годах XIX столетия, и его идеи оказали большое влияние и на дальнейшее развитие русской фортификационной школы (Биограф Тотлебена инженер Н. К. Шильдер издал в 1888 г. весьма ценный сборник под заглавием: "фортификационные комментарии Тотлебена" (печатавшийся в Инженерном журнале за 1888 г.). В этот сборник включены все замечания, делавшиеся в различные периоды Тотлебеном по разнообразным фортификационным вопросам, особенно же по атаке и обороне крепостей и минному искусству. Комментарии эти, по словам самого биографа, представляют в фортификационном наследии Тотлебена "истинную сокровищницу для занимающихся военно-инженерным искусством".).