Наприкінці жовтня до складу Шипкинского загону була включена 24-а піхотна дивізія. Армія Сулеймана-паші не отримала підсилення. Сили сторін стали приблизно рівними. Росіяни і турецькі війська перейшли до оборони. Почався період так званого 'Шипкинський сидіння'.
Російсько-болгарська загін мав завдання міцно утримувати перевал. Виконуючи її, він проробив значні роботи щодо вдосконалення оборони. Зводилися нові батареї, рилися окопи, траншеї, ходи повідомлення. На найбільш небезпечних напрямках підступи до укріплень прикривалися різного роду перешкодами. З кінця серпня до середини листопада на позицію було доставлено 25 тисяч турів, понад 4 тисяч фашин і більше 7 тисяч штук накатника. Одночасно будувалися землянки, бліндажі та інші укриття для особового складу.
Щоб поліпшити управління військами, позиція була розділена на чотири райони, кожен з них ділився на ділянки. Район був розрахований на один-два полки, ділянка-на стрілецький батальйон. Командири полків і батальйонів з'явилися відповідно начальниками тих районів і ділянок, де розташовувалися їхні війська. Начальником позиції був генерал Ф.Ф. Радецький. p> З метою впорядкування керівництва артилерії з числа командирів батарей призначався начальник артилерії району. Вся артилерія перебувала у віданні начальника артилерії Шипкинський позиції. Батареї отримали єдину нумерацію. На початку вересня були обладнані позиції для мортирних батареї № 1 на північних схилах гори Святого Миколая та мортирних батареї № 2 на північних схилах Шипки. У кожній було по дві 6-дюймові (152-мм) нарізні мортири. До кінця грудня на позиції розташовувалося 45 гармат.
Недоліком Шипкинський позиції було те, що супротивник охоплював її півколом. Крім того, в руках ворога знаходилися багато висоти, що дозволяло йому з усіх боків обстрілювати позицію. "У нас не було ні тилу ... ні флангів, майже не було і фронту ",-згадував учасник оборони Шипки військовий інженер Ц.А. Кюї, майбутній відомий російський композитор.
Сулейман-паша вирішив, використовуючи вигідне розташування своїх військ, деморалізувати захисників Шипкинского перевалу безперервним обстрілом. У першу чергу вогонь прямував на російські батареї. Обстріл заподіював великої шкоди: захисники Шипки втрачали людей, вкрай утруднялося виробництво робіт з поліпшення оборони.
5 (17) вересня противник зробив настання з метою оволодіння вищою точкою перевалу-Орлиним гніздом. Турки йшли в бій п'яні. Раптовим нападом їм вдалося зайняти Орлине гніздо. Захисники його стояли до кінця. До 14 години російські контратакою свіжих резервів відкинули противника.
У наступні дні турки неодноразово переходили в наступ. Велику увагу вони приділяли елементу раптовості. Особливо сильними були атаки 30 вересня (12 жовтня) та 9 (21) листопада. Але наміри ворога своєчасно розкривалися, і йому не вдалося досягти поставленої мети. Атаки були відбиті. Багато зробили для стійкості оборони російські артилеристи. Спочатку вони вели стрільбу прямою наводкою, але незабаром стало ясно, що цього недостатньо. Тоді поступово стали застосовувати інші способи: стрілянину по невидимій з батареї мети і стрілянину у нічних умовах. Це нововведення стало безсумнівною заслугою російських артилеристів.
З другої половини листопада настала сувора зима, і військові дії на Шипці преостановілісь. Велика частина армії Сулеймана-паші була відведена в Шейново на зимові квартири. Небезпека раптових атак майже минула. Проте становище захисників Шипки НЕ покращився. Розпочався важкий період зимового 'Шипкинський сидіння' . Місцеві жителі ще раніше говорили про можливість зимувати на вершинах Шипкинского перевалу, розповідали про осінніх і зимових бурях, триваючих нерідко тижнями. Спочатку війська ставилися до цих розповідей з деяким недовірою, вважаючи їх перебільшеними, але скоро довелося переконатися в їх справедливості.
Російське командування погано дбала про постачання військ. У підвезення продовольства і фуражу часто виникали перебої. Зазвичай їжу доставляли в котлах, встановлених на передках провиантских возів. Найчастіше вона перебувала зовсім остившая, майже замерзла. При ожеледиці котли не представлялося можливості доставити на позиції, тоді привозили одне м'ясо і воду на в'юках. "У темряві, по слизьких, крутих стежках, піднімаючись на скелі, люди падали, перекидали їжу і навіть втрачали казанки. З часом усталеною ожеледиці припинилася будь-яка можливість підвезення їжі, і тому, з половини серпня, було визнано довольствовать людей консервами ". Начальник Шипкинський позиції Ф.Ф. Радецький ще на початку листопада доносив головнокомандувачу: "У Тирнові і Габрове сухарів немає; повідомлення між цими містами і Шипкою може незабаром припинитися зовсім. Якщо не буде негайно висланий в Габрово двомісячний запас сухарів, крупи і спирту, то Шипкінському загону ... загрожує голод ... Про все це я неодноразово зносивс...
