Несмотря на все усилия подводников, к 15 июня в Севастополе оставалось авиабензина марки Б-78 на пять суток боев, Б-74 — на шесть, а бензина Б-70, расходуемого как самолетами, так и автомобилями, всего на два дня. Это заставило привлечь к перевозкам бензина и подводные лодки типа «малютка». Условия перевозки на них оказались еще хуже — в ограниченном внутреннем пространстве быстро создавалась дурманная атмосфера, а затем и взрывоопасная смесь. 23 июня на «М-33» и «М-32» произошли взрывы, причем на находившейся в Новороссийске «М-33» от ожогов пострадало семь человек, один из которых умер. Хуже пришлось экипажу «М-32», взрыв на которой произошел в тот момент, когда утром она собиралась отойти от причала Стрелецкой бухты близ Севастополя. Из-за полученных повреждений лодка не смогла выйти в море, и ей до темноты пришлось лечь на грунт. Все это время экипаж и восемь человек эвакуированных, среди которых были женщины, задыхались в пропитанной парами бензина атмосфере. Вскоре почти все впали в состояние наркотического опьянения, а женщины умоляли командира застрелить их, чтобы избежать мучительной смерти. Опьянение сменилось сном, так что к наступлению вечера в состоянии стоять на ногах остались только командир капитан-лейтенант Н. А. Колтыпин и старшина Н. К. Пустовойтенко. Потом заснул и командир, приказав Пустовойтенко разбудить его в 21.00. Мобилизовав все свои силы, старшина продержался до назначенного срока, но добудиться до командира так и не смог. Тогда он самостоятельно заставил подводную лодку всплыть, открыл рубочный люк и после этого потерял сознание. Спустя некоторое время в результате притока свежего воздуха экипаж начал приходить в себя. В конечном итоге корабль был спасен, но с этого момента от перевозки бензина на малых подводных лодках отказались. Тем не менее благодаря мужеству подводников летчики на аэродроме Херсонесский маяк были всегда обеспечены горючим в необходимом количестве. Никогда бензиновый голод не являлся причиной отмены полетов.
Однако вернемся к событиям начала июня. 3-го числа основные усилия VIII авиакорпуса были сосредоточены на позициях I сектора обороны СОРа, которые на ялтинском шоссе противостояли войскам немецкого 30-го корпуса. Одной из советских частей, попавших в тот день под удар, являлась 8-я бригада морской пехоты, которой командовал полковник Е. И. Жидилов. Он вспоминал:
«3 июня вражеские самолеты сбросили на передний край нашей бригады не менее тысячи бомб. На следующий день налет повторяется. Матросы сидят в укрытиях, держа наготове оружие. Вместе с авиабомбами фашисты сбрасывают с самолетов стальные крестовины, сваренные из кусков рельса с просверленными дырами. Падают такие ежи с оглушительным воем. Враг рассчитывает воздействовать на психику обороняющихся. Пустое дело! Матросы наши пережидают бомбежку, потом, когда самолеты уходят, поднимаются, стряхивают с себя землю, поправляют отдельные разрушения. Конечно, мы несем потери, но они невелики. Наша артиллерия и немногочисленная авиация отвечают меткими сосредоточенными ударами».
Все советские источники сходятся на том, что с 3 по 6 июня наземные соединения СОРа в результате вражеских налетов понесли весьма незначительные потери. Не наблюдалось и падения морального духа защитников, хотя за период 24 мая — 6 июня немецкие самолеты сбросили над районом 638 тысяч листовок. Севастопольцы искренне верили, что если им удалось отстоять свой город в тяжелейшие месяцы 41–го, то теперь, в 1942-м, враг сломает зубы при попытке штурма «черноморской твердыни». В то же верили и летчики 3-й авиагруппы, хотя счет по воздушным победам продолжал складываться не в их пользу. Днем с Кавказа на Херсонесский маяк должны были перелететь девять ЛаГГ-3 и два Як-1 из состава последней эскадрильи 9-го иап ВВС ЧФ. Для прикрытия перелета с аэродрома взлетело несколько «яков» 6-го гиап. Все это привело к крупному воздушному бою с «мессершмиттами» из группы II/JG77 и прибывшими им на помощь коллегами из III/JG3. Советские истребители, у которых после длительного перелета почти не осталось бензина, не смогли оказать достойного противодействия. Один за другим к земле потянулись три «лавочкина» и один «як». Это сопровождалось серьезными потерями в летном составе. Лейтенант Сохунов попытался выпрыгнуть с парашютом, но тот не раскрылся, а лейтенант Федоренко погиб в воздухе. Мл. лейтенант Лощинский совершил удачный прыжок, но все равно вышел из строя, поскольку получил серьезные ожоги. В строю остался только лейтенант Грибин, который сел в море и был спасен катером. Ст. лейтенант Авдеев, капитан Просвирин и экипаж лидера Пе-2 доложили о трех сбитых «мессершмиттах», но немцы не признают ни одного, хотя и не скрывают, что потеряли две машины из II и III/JG77 в летных происшествиях. Удивление от результатов боя проходит, если посмотреть, кто из немецких пилотов претендует на воздушные победы. Это обер-лейтенант Хакль (Hackl; 52-я победа), обер-лейтенант Фрейтаг (Freytag; 50-я), фельдфебель Шульте (Schulte; 26-я), унтер-офицер Эберт (Ebert; 14-я) и обер-лейтенант Мертенс из III/JG3 (Mertens; 31–я). Ни один из противостоявших им советских летчиков, даже асы из эскадрильи Авдеева на тот момент не имели более восьми побед. Но это не значит, что в тот день немцы не понесли потерь от действий советских истребителей. В последующих вылетах пилоты Хряев и Головко сбили «юнкерс», командир перелетевшей 3-й эскадрильи 9-го иап капитан Нихамин — другой, а летчики Безеров и Буряков — корректировщик Hs-126. Противная сторона признает потерю двух Ju-88 4/KG51 и I/KG 76 с полными экипажами, но считает первый пропавшим без вести, а второй — сбитый огнем зениток. Поскольку последние претендуют только на сбитый Ju-87 (не подтверждено), можно считать, что Нихамин, Хряев и Головко неплохо поквитались за погибших товарищей.
4 июня обработка переднего края советской обороны продолжилась — на этот раз перед фронтом наступления 6-го румынского горного корпуса. И снова, как в предыдущие дни, основные потери СОР понес не на земле, а в воздухе. Утром при попытке разведать сосредоточение немецких войск пара Алексеев — Данилко подверглась нападению численно превосходивших «мессершмиттов». Оба «яка» были повреждены, а сбитый Алексеевым самолет противника впоследствии не подтвердился.
Днем боевые действия перекинулись на район порта и города. Немецкие бомбардировщики в этот день были особенно активны. Согласно журналу боевых действий группы III/LG1, 4 июня ее самолеты совершили шесть групповых вылетов, в то время как в предыдущий день всего три. Поскольку накануне 3-я ОАГ снова получила пополнение и ее летчики были полны решимости защитить Севастополь, в воздухе вновь закипели воздушные бои. Мл. лейтенант Казаров из 247-го иап сбил один «юнкерс», лейтенант Яновский — другой. Такого же успеха добилась пара Катров — Данилко. О сбитых «мессершмиттах» доложили Хряев и пара Петухов — Яновский. Отличились и зенитчики, которые доложили о восьми сбитых Ju-88 и Ju-87. Немцы признают потерю лишь одного «юнкерса» из III/KG76, который, по их данным, пропал без вести. В вечерних боях советская сторона потеряла сбитым «як» 247-го иап лейтенанта Модиенко (пилот погиб), три «яка» и два «лага» подбитыми, кроме того, артиллерийский огонь уничтожил один Пе-2 и повредил два МБР. Силы обороняющихся продолжали таять.
5 июня удар наносился перед позициями 54-го корпуса, которому в предстоящем наступлении предстояло сыграть главную роль. Другие группы бомбардировщиков вновь атаковали Севастополь. В официальной советской послевоенной «Хронике Великой Отечественной войны Советского Союза на Черноморском театре» указывалось, что «в городе продолжались пожары, жизнь в нем была парализована, разбиты все электро-водо-магистрали, баня и хлебопекарня». В немецких сводках большинство гражданских объектов фигурировало как «казармы», «склады» и «мастерские», в то время как реальные казармы, склады и мастерские уже давно были перенесены в подземные сооружения.