Участвовал в Крымской войне. С 19 июня 1853 года в крейсерстве у кавказского побережья. 7 ноября в составе отряда вице-адмирала Л. М. Серебрякова в течение двух часов бомбардировал захваченное турецкими войсками укрепление Святого Николая, но атака сухопутных войск на укрепление не состоялась, и из-за начинающегося шторма фрегат вместе с отрядом вынужден был уйти от берега.
5 марта 1854 года пришел в Севастополь из Сухум-Кале, стал на шпринг в Южной бухте. Часть экипажа была приписана к береговым батареям. В декабре 1854 году фрегат оборудован под временный госпиталь.
13 февраля 1855 года «Месемврия» затоплен в Севастопольской бухте между Николаевской и Михайловской батареями[1]. После войны при расчистке Севастопольской бухты в 14 мая 1859 года корпус корабля переломился при подъеме[3].