Nikolaï Birilev prit part à la défense de Sébastopol du au , date où il fut grièvement blessé à la tête par une balle. Le commandement ordonna la défense du 3e bastion contre les nombreuses incursions des troupes ennemies, au grade de lieutenant (capitaine de vaisseau), il commanda les avant-postes. Dans la nuit du , il fit prisonnier deux officiers et plusieurs soldats[1]. Le , à la tête de 750 chasseurs, le lieutenant réussit à se saisir d'une batterie de 10 canons. Pour son héroïque comportement lors de la défense de Sébastopol, il fut décoré de l'Ordre de Saint-Georges (4e classe), de l'Ordre de Saint-Vladimir (4e classe avec épées) et de l'Ordre de Sainte-Anne (2e classe avec épées et la couronne impériale).
De 1859 à 1863 Nikolaï Birilev exerça le commandement sur la corvettePossadnik (Посадник), à bord de ce navire, il visita la Chine et le Japon.
Très affecté par le décès de sa fille le , il fut atteint de troubles mentaux probablement aggravés par sa blessure à la tête au cours du siège de Sébastopol. Il demeura dans cet état de démence jusqu'à son décès.
Décès et inhumation
Nikolaï Birilev décéda en 1882 à Saint-Pétersbourg et fut inhumé au cimetière Novodievitchi aux côtés du poète Fiodor Ivanovitch Tiouttchev[2].
