Артиллерийская поддержка войск Севастопольского гарнизона была возложена на специальный отряд кораблей в составе крейсеров «Красный Кавказ» и «Червона Украина», эсминцев «Шаумян», «Железняков», «Незаможник». Командовал отрядом корабельной поддержки начальник штаба эскадры капитан 1-го ранга В. А. Андреев.
Поскольку основные аэродромы Крыма были захвачены противником, авиация Черноморского флота перебазировалась на аэродромы Северного Кавказа и Кавказского побережья. В главной базе стала дислоцироваться специально созданная Севастопольская авиагруппа, на которую возлагалось прикрытие базы с воздуха и авиационная поддержка действий войск гарнизона. На 1 ноября в авиагруппе было 82 самолета, из которых 41 истребитель и 10 штурмовиков. Командовал группой командир 8-го истребительного авиаполка полковник К. И. Юмашев.
Около 16 часов 30 октября корректировочный пост 54-й береговой батареи доложил о движении войск противника. В 16 часов 05 минут расположенная в районе деревни Николаевка четырехорудийная 102-мм 54-я батарея береговой обороны Черноморского флота, которой командовал лейтенант И. И. Заика, открыла огонь по мотопехоте и танкам немецкой бригады Циглера, прорвавшимся из района Саки. Началась героическая оборона Севастополя, моряки Черноморского флота вписали в неё свою славную страницу.
Понимая, что сил для обороны Севастополя явно недостаточно, в тот же день, 30 октября, из Новороссийска крейсер «Красный Крым» и транспорт «Украина» доставили основной состав 8-й бригады морской пехоты под командованием полковника В. Л. Вильшанского, а крейсер «Червона Украина» – батальон Дунайской военной флотилии капитана А. Г. Петровского. Из личного состава кораблей, береговой обороны, военных учебных заведений, отдельных мелких подразделений было экстренно сформировано 11 батальонов морской пехоты.
Разгорелись упорные бои на подступах к Севастополю. Существенную помощь в первые дни боев оказали береговые и зенитные батареи базы, а также авиация Севастопольской авиагруппы.
Ставка Верховного главнокомандования следила за обстановкой на Крымском полуострове и 7 ноября 1941 года телеграфировала командующему войсками Крыма: «С целью сковывания противника в Крыму и недопуска его на Кавказ через Таманский полуостров, Ставка Верховного главнокомандования приказывает:
1. Главной задачей Черноморского флота считать активную оборону Севастополя и Керченского полуострова всеми силами; 2. Севастополь не сдавать ни в коем случае и оборонять его всеми силами» [29] . Одновременно этим же документом Ставка возложила руководство обороной Севастополя на командующего Черноморским флотом вице-адмирала Ф. С. Октябрьского.
В течение 8–9 ноября сухопутные войска отбивали атаки противника, стремившегося прорваться к Северной бухте. Активную помощь им оказывали своим огнем береговые батареи и крейсера «Червона Украина» и «Красный Крым». Не добившись успеха атакой сухопутных войск, командование противника решило ослабить оборону города ударами с воздуха. С утра 12 ноября начались массированные налеты авиации противника. Утром 23 бомбардировщика Ю-88 атаковали корабли на рейде. От прямых попаданий вражеских бомб затонул крейсер «Червона Украина», получили повреждения эсминцы «Совершенный» и «Беспощадный», находившиеся в ремонте.
Большую роль в отражении ноябрьского штурма сыграла береговая артиллерия, особенно батареи № 10, 19, 30. В ходе ноябрьских боев мощные удары по врагу наносили боевые корабли эскадры Черноморского флота. Они 54 раза вели огонь по береговым целям, израсходовав более 2300 снарядов. Транспортные суда в охранении боевых кораблей совершили 178 рейсов в Севастополь с войсками, вооружением, боеприпасами и продовольствием. Из осажденного города они вывезли более 26 тыс. жителей и раненых бойцов, более 25 тыс. тонн грузов.
Не добившись успеха в ноябрьских боях, гитлеровское командование начало ускоренную подготовку к новому штурму. Активную подготовку к новым боям за Севастополь развернуло и советское командование. Войска СОР были пополнены живой силой и техникой. За период с 7 по 13 декабря боевые корабли и транспорты перевезли в Севастополь из портов Кавказа 388-ю стрелковую дивизию и около 6 тыс. человек маршевого пополнения.
Одновременно корабли и авиация флота продолжали наносить по противнику огневые удары. Так, 28 ноября огонь по противнику вели линкор «Парижская коммуна» и эсминец «Смышленый», 3 декабря – крейсера «Красный Крым» и «Красный Кавказ», эсминец «Железняков» и два тральщика.
Противник продолжал ускоренно готовить новое наступление на Севастополь. После артиллерийской и авиационной подготовки 17 декабря гитлеровцы начали новое наступление на Севастополь. Обстановка с каждым днем становилась все тяжелее. Для оказания помощи защитникам города из Новороссийска во главе с командующим флотом 20 ноября вышел отряд кораблей в составе крейсеров «Красный Кавказ» и «Красный Крым», лидера «Харьков» и эсминцев «Бодрый» и «Незаможник», имевших на борту 4 тыс. бойцов 79-й бригады морской пехоты (командир – полковник А. С. Потапов). Одновременно в Туапсе на лидер «Ташкент», эсминцы и транспорты шла погрузка частей 345-й стрелковой дивизии (командир – полковник Н. О. Гудзь), маршевых рот, вооружения и боеприпасов.
В полдень 21 декабря под вражеским артиллерийским огнем и ударами авиации корабли прорвались в Северную бухту и начали высадку войск и выгрузку грузов. Одновременно они открыли огонь по наступавшему противнику. Враг был задержан, а с прибытием 345-й стрелковой дивизии и маршевого пополнения отброшен за Камышловский овраг. При отражении второго наступления противника корабельная артиллерия провела 203 стрельбы, израсходовав 5600 снарядов. Огонь по врагу вели 18 кораблей, в том числе линкор «Парижская коммуна», три крейсера, два лидера, семь эсминцев, четыре тральщика и даже одна подводная лодка (Л-6).
В срыве наступления противника большую роль сыграла начавшаяся Керченско-Феодосийская десантная операция. На время ее проведения Черноморский флот был оперативно подчинен Военному совету Закавказского фронта, а Азовская флотилия и Керченская военно-морская база – командующему 51-й армией.
Готовясь в начале июня 1942 года к штурму Севастополя, противник резко усилил блокаду города с моря. Наряду с авиацией, являвшейся главным средством блокады, командование противника использовало и корабли флота. С этой целью в Ак-Мечеть, Евпаторию и Ялту были переброшены 19 торпедных катеров, 30 сторожевых и 8 противолодочных кораблей. В блокаде участвовало шесть итальянских подводных лодок. Доставка подкреплений СОРу боевыми кораблями и транспортными судами затруднялась также тем, что все подходы с моря, внешние рейды и бухты простреливались вражеской артиллерией. И все же моряки Черноморского флота прорывались в блокированный Севастополь и доставляли пополнение, боеприпасы, продовольствие, другие грузы и вывозили из города раненых, ценные грузы, мирное население.
В июне 1942 года в Севастополь прорывались крейсера «Красный Крым», «Молотов», лидеры «Харьков» и «Ташкент», эсминцы «Бдительный», «Безупречный», «Сообразительный», «Свободный» и другие корабли. Всего они совершили 110 рейсов и одновременно своим огнем оказывали поддержку оборонявшимся войскам. Когда после 26 июня в Севастополь могли прорываться только подводные лодки, они доставили в город около 4 тыс. тонн боеприпасов, продовольствия, бензина и вывезли из него 1300 раненых и эвакуируемых севастопольцев.