Поскольку военная кампания против СССР планировалась скоротечной, никакого единого штаба для руководства действиями немецкого ВМФ на Черном море не создавалось. С марта 1941 г. в Софии расположился штаб Адмирала Юго-Востока, который в июле был переименован в штаб военно-морской группы «Юг» (адмирал Шустер), отвечавший за ведение военных действий в Адриатическом, Эгейском и Черном морях. В феврале 41-го были созданы морской штаб связи в Болгарии (капитан цур зее Веземанн) и немецкая военно-морская миссия в Румынии (вице-адмирал Фляйшер). Кроме того, в состав последней входило немецкое морское учебное командование в Румынии, призванное обеспечить подготовку румынского флота к участию в военных действиях. Последний состоял из морской и речной дивизий. Морская, помимо боевых кораблей (четыре эсминца, три миноносца, подводная лодка, три канонерские лодки, три минных заградителя, три торпедных катера, несколько мелких кораблей и вспомогательных судов), включала также группу береговых батарей и флотилию гидросамолетов. Речная дивизия в составе семи мониторов, двух бронированных и четырех сторожевых катеров, группы батарей и трех батальонов морской пехоты находилась на Дунае. В Болгарии немцы ограничились контролем за действиями болгарского флота (четыре миноносца постройки начала ХХ века, два охотника за подлодками, три торпедных катера), который выполнял задачи охраны своего побережья, дозорной службы и конвоирования судов «оси» в своих территориальных водах. В начале сентября военно-морской группе «Юг» также подчинили немецкую Дунайскую флотилию, вошедшую в Черное море.

К началу Великой Отечественной войны единственными немецкими кораблями в бассейне Черного моря с определенной натяжкой можно было бы считать только находившиеся в речных портах Галац, Браила и Руссе корабли Дунайской флотилии (монитор, 13 катеров-тральщиков, 3 буксира, несколько вспомогательных судов). До конца года благодаря перевозкам и сборке на болгарских верфях в строй вступили 15 быстроходных десантных барж (БДБ), около 50 паромов Зибеля и около десятка сторожевых катеров.

Морская авиация, использовавшаяся противником на черноморском театре, централизованного руководства не имела. В оперативном подчинении командования румынских ВМС находилась флотилия гидроавиации двухэскадрильного состава (38 гидросамолетов) и одна эскадрилья истребителей ПВО ВМБ Констанца. Немцы выделили для обеспечения ПВО объектов нефтяной инфраструктуры Румынии группу истребителей трехэскадрильного состава (47 Bf109). Немецкая гидроавиация к началу войны была представлена 8-й спасательной эскадрильей (шесть Не59), самолеты которой нередко привлекались и к ближней разведке, а также поиску подводных лодок. В начале ноября с Балтики на театр были переброшены штаб и две эскадрильи 125-й морской разведывательной авиагруппы (около 20 самолетов Ar95A, BV138, Ar196).

В качестве ударной авиации над морем использовались бомбардировочные эскадры немецкого 4-го воздушного флота. В составе 4-го немецкого авиакорпуса, поддерживавшего 11-ю армию, войска в Донбассе и одновременно действовавшего против Черноморского флота в 1941 г., насчитывалось от 300 (в период боев на Перекопе) до 100 (в период второго штурма Севастополя) боевых самолетов, в том числе от 200 до 60 бомбардировщиков. Они имели постоянные задачи по поддержке сухопутных войск и потому, как правило, наносили удары по морским целям, только если те оказывались в прибрежной полосе. Исключением являлась группа II/KG4, специально выделенная для осуществления минных постановок на театре. В начале июля она была переброшена во Францию. Лишь во второй половине августа немецкое командование выделило для действий на театре два специализированных ударных подразделения – торпедоносные эскадрильи 1/KG 28 (действовала на театре до конца ноября) и 6/KG 26.

Болгарский флот к началу войны собственной авиацией не располагал. В начале августа была сформирована эскадрилья, реорганизованная в середине октября в полк двухэскадрильного состава, где насчитывалось 12 колесных бипланов чешского производства.

Первым к развертыванию своих ВМС на театре приступил, естественно, агрессор. Еще в июле 1940 г. в период обострения советско-румынских отношений из-за Бессарабии румынское правительство объявило о минировании территориальных вод на подходах к Сулине и Констанце. Мины близ Сулины ставились в июле 40-го, январе и июне 41-го, близ Констанцы – 15–19 июня 1941 г. Фактически на подходах к главной базе румынского флота была создана целая минно-артиллерийская позиция: пять минных заграждений включали 1000 мин и 1797 минных защитников, группа береговых батарей – шесть 280-мм (немецкие), шесть 152-мм и четыре 120-мм орудия. Хотя мины и минные защитники и представляли собой экземпляры периода Первой мировой войны, поставленные с достаточной густотой (каждое заграждение состояло из двух рядов мин и двух рядов защитников; интервал между минами в каждом ряду – 100 м, защитниками – 50 м), они представляли серьезное препятствие в случае возможной попытки атаки порта.

В 01.15 22 июня по приказанию наркома ВМФ на Черноморском флоте была объявлена оперативная готовность № 1. Военные действия начались перед рассветом налетом одной эскадрильи постановщиков мин Не111 на Севастополь. Заблаговременно приведенная в готовность противовоздушная оборона главной базы встретила немецкие самолеты плотным огнем. Это помешало противнику в первые сутки войны заблокировать Севастополь донными неконтактными минами, к борьбе с которыми наш флот оказался практически не готов. По немецким данным, с начала войны до 4 июля 1941 г. авиагруппа II/KG 4 выставила 91 мину в районе Севастополя и 49 в Днепровском лимане. По сведениям нашей стороны, начиная с первой военной ночи наблюдательным постам главной базы удалось заметить сброс 44 мин, из которых только 24 упали на выходе из Северной бухты. Таким образом, даже если допустить, что часть сброшенных мин осталась незамеченной, немцам удалось выставить в заданном районе только около четверти от намеченного числа мин, а остальные упали на сушу или на большую глубину в море, где они не представляли большой угрозы. Собственно, на Инкерманский створ, по которому шло основное движение, попадали единичные мины, и до их ликвидации входившие и выходившие корабли просто обходили отмеченные места. Хотя флот понес на минах некоторые потери (получили тяжелые повреждения эсминец «Быстрый» и несколько мелких вспомогательных единиц), парализовать выходы из баз советских кораблей немцам не удалось.

Полностью и без задержек был выполнен план оборонительных минных постановок Черноморского флота у своих берегов – до 21 июля кораблями было выставлено 7115 мин и 1404 минных защитника. Правда, в дальнейшем эти постановки причинили советскому флоту больше трудностей и потерь, чем противнику: на них в 1941–1942 гг. погибли три эсминца (в том числе один недостроенный на испытаниях), четыре транспортных судна и несколько малых боевых кораблей. Причинами этих потерь стали как недостаточная точность постановок, так и упущения в организации движения судов по фарватерам со стороны отвечавших за это штабов военно-морских баз. Потери противника на этих заграждениях, о чем речь пойдет ниже, пришлись на конец 1941 г. в связи с продлением вражеских коммуникаций в северо-западный район Черного моря.

Тем временем Черноморский флот приступил к выполнению поставленных перед ним задач, в частности, уничтожению румынского флота. Поскольку корабли противника не покидали своей главной базы в Констанце, это вылилось в серию ударов, нанесенных силами авиации, и набеговую операцию кораблей. Использование для ударов по порту надводных кораблей было вполне оправданным, поскольку лишенные истребительного прикрытия советские бомбардировщики не могли в результате дневных налетов поразить все намеченные цели и несли серьезные потери. Так, из 14 ДБ-3 и 18 СБ, принимавших участие в налете на базу утром 24 июня, на базу не вернулось три и семь машин соответственно. 25 июня немецкие истребители сбили еще пять ДБ-3. В этих условиях и было принято окончательное решение о нанесении удара по Констанце силами надводных кораблей, но в штабе ЧФ недооценили созданную немцами и румынами минно-артиллерийскую позицию. Утром 26 июня лидеры эсминцев «Москва» и «Харьков» обстреляли Констанцу. Согласно германским данным от попаданий снарядов загорелось несколько нефтяных резервуаров, а также железнодорожные цистерны, взорвался поезд с боеприпасами. Встреченные огнем румынских эсминцев и немецкой 280-мм береговой батареи «Тирпиц», лидеры были вынуждены отвернуть в море и при этом вторично пересекли минное заграждение. Ситуация усугублялась тем, что, маневрируя на больших ходах, корабли потеряли три паравана из четырех и шли противоартиллерийским зигзагом, при котором вероятность подрыва на мине резко возрастала. Лидер «Москва» взорвался и вскоре затонул. От близких разрывов снарядов немецкой береговой батареи в котлах «Харькова» потекли водогрейные трубки, ход корабля временно упал почти в пять раз. Из-за этого ему не удалось оказать помощь экипажу погибшего корабля, и 68 советских моряков, включая командира корабля, попали во вражеский плен.