Ей было 43 года, когда Россия вступила в Крымскую войну. Екатерина Михайловна отдыхала с сестрой во Владимирской губернии, когда узнала, что французы и англичане высадились в Крыму. Это новость поразила сестер Бакуниных. Место, куда они в детстве ездили отдыхать на море, превратилось в театр ожесточенных действий.
Из прессы они узнали, что французские и английские сёстры милосердия отправлялись в военные госпитали помогать раненым. Эти истории вдохновили Екатерину, и она твердо решила последовать их примеру.
Ее родные не могли поверить в это. Они не представляли, что Екатерина Михайловна, которая с юных лет была настоящей кисейной барышней, увлекавшейся танцами, музыкой и рисованием, способна вынести ужасы войны. Все стали отговаривать Бакунину от этого шага. Двоюродные сестры, ранее воодушевленно болтавшие о служении больным, на деле раскритиковали ее идею. Просил не брать на себя таких тяжелых обязанностей и губернатор Москвы Иван Капнист, ее родственник. Сильнее всего Екатерину ранили слова брата, который принимал участие в военных кампаниях 1828 - 1829 годов.
«Он все говорил, что это вздор, самообольщение, что мы не принесем никакой пользы, а только будем тяжелой и никому не нужной обузой», - вспоминала она годы спустя.
Но в ней текла кровь героев войны. Ее отец участвовал в русско-турецкой войне 1787—1791 годов, исполняя разные поручения Григория Потемкина по секретным делам. Со стороны матери она была внучкой адмирала Ивана Лонгиновича Голенищева-Кутузова, кавалера ордена Андрея Первозванного. Она не была намерена отступать от своих планов.
Когда в 1854 году великая княгиня Елена Павловна и хирург Николай Пирогов основали в Петербурге Крестовоздвиженскую общину сестёр милосердия, предназначенную для работы в действующей армии, она записалась на курс.
Пройдя начальную медицинскую подготовку, зимой 1855 года она отправилась на войну, чтобы безвозмездно работать в бараках Севастополя.
Под руководством Пирогова
В осажденном городе ей довелось работать под началом Николая Ивановича Пирогова, основоположника русской военно-полевой хирургии. В день ему приходилось проводить несколько десятков ампутаций, оперируя раненных сразу на трех столах.
В такие моменты всегда были рядом сестры милосердия. Как-то, по воспоминаниям Екатерины Михайловны, она сопровождала 50 ампутаций подряд.
«Было ужасно, когда одному человеку делали ампутации двух членов зараз, и, однако, были такие молодцы, что и это выдерживали. Я видывала их у нас на перевязочном пункте, видела их потом в симферопольских и екатеринославских госпиталях. Было также очень тяжело, именно у нас на перевязочном, когда, после того как больной подавал надежды на выздоровление, он вдруг начинает лихорадить, пожелтеет, и доктор говорит, что надо его отправить в Гущин дом - для больного это все равно, что смертный приговор. А нечего делать, вполне сознаешь, что нельзя только что принесенным раненым быть в соприкосновении с таким больным и видеть умирающего. На перевязочном пункте не должны умирать», - позже писала она в своих воспоминаниях.
В иные дни пол в госпиталях был залит кровью, а в Гущином доме, куда свозили умирающих, стоял невыносимый запах, который нельзя было вытравить даже ведрами ждановской жидкости.
О мужестве и работоспособности Екатерины Михайловны не раз писал сам Пирогов.
«Ежедневно днем и ночью можно было застать её в операционной, ассистирующей при операциях, в то время когда бомбы и ракеты ложились кругом. Она обнаруживала присутствие духа, едва совместимое с женской натурой», - отмечал хирург.
Именно он позже посоветовал великой княгине Елене Павловне поставить Бакунину во главе Крестовоздвиженской общины. «Не отговаривайтесь и не возражайте, здесь скромность неуместна… Я вам ручаюсь, Вы теперь необходимы для общины как настоятельница. Вы знаете, её значение, сестёр, ход дел, у Вас есть благонамерение и энергия.… Не время много толковать — действуйте!» - писал он сестре милосердия.
И Бакунина согласилась. На этом посту она пробыла до 1860 года.
Позже, вспоминая те страшные дни, Екатерина Михайловна писала, что все сестры «были истинно полезны»: «Во-первых, денежного интереса не могло и быть, так как сестры Крестовоздвиженской общины были всем обеспечены, но жалованья не получали. Были между нами и совсем простые и безграмотные, и полувоспитанные, и очень хорошо воспитанные. Я думаю, что были такие, которые до поступления никогда и не слыхали, чтО есть и чем должны быть сёстры милосердия. Но все знали и помнили слова Спасителя: «Егда сотвористе единому из сих меньших, Мне сотвористе».
В 1856 году Крымская война была закончена и Бакунина вернулась в Петербург.
Вновь на фронт
После ухода из Крестовоздвиженской общины Екатерина Михайловна поселилась в Тверской губернии – в селе Казицыне. Там начался новый этап ее жизни, где она организовала небольшую больницу на восемь коек. Она самостоятельно вела прием пациентов, объезжала на телеге дома больных, самостоятельно занималась изготовлением лекарств, которые бесплатно раздавала нуждающимся. Считается, что именно ее деятельность легла в основу земской медицины в Новоторжском уезде.
Когда в 1877 году началась Русско-турецкая война, Бакунина отправилась на Кавказ в качестве руководительницы медсестёр временных госпиталей. В то время ей было уже 65 лет. Когда в 1878 году боевые действия были окончены, врачи пяти реформированных госпиталей преподнесли ей памятный адрес. В нем говорилось: «Во всех отношениях Вы явились достойной имени русского воина. От начала и до конца Вы оставались верны программе Вашей — служить во всем примером младшим Вашим подругам… Мы, врачи, для коих Вы были благонадежной и опытнейшей помощницей, питаем и навсегда сохраним к Вам чувство беспредельной благодарности. Имя Ваше не изгладится из памяти больных, коим Вы всецело приносили себя в жертву».
Умерла Екатерина Михайловна в 1894 году в селе Казицино. Ей было 84 года. За год до смерти она написала книгу «Воспоминания сестры милосердия Крестовоздвиженской общины», в которой подробно описала, какие трудности ей пришлось пережить в годы войны.
Гений или посредственность. Неизвестные страницы жизни Михаила Кутузова 
«Грешный» супруг святой. За что террористы убили великого князя Сергея 
Месть бывшего. За что Пётр I казнил любовницу Марию Гамильтон? 
"Хорошо меня кормишь, Иван" 
Тайна смерти фаворитки. Почему княжна Варвара Туркестанова приняла яд