3 февраля в 6.30 из Батуми в район Южной Озерейки вышел отряд огневого содействия, а в 8.05 из Туапсе на соединение с 4 сторожевыми катерами вышел миноносец «Бойкий». В 22.55 корабли прибыли в район высадки и приготовились к ведению артподготовки. Вскоре они установили радиосвязь с самолетами-корректировщиками.

Первый отряд кораблей основного десанта из-за плохо организованной погрузки и ухудшения погоды в море опоздал с выходом из Геленджика почти на 1 час 20 минут. Кроме того, отряд высадочных средств основного десанта был сформирован из разнотипных судов, катеров и барж, обладавших различными скоростями хода, и поэтому общее движение судов приходилось ориентировать по наиболее тихоходным судам и плавучим средствам.

4 февраля в 00.12, когда до начала артподготовки оставалось всего 48 минут, командир высадки контр-адмирал Н. Е. Басистый, видя, что первый отряд не сможет своевременно прибыть в район высадки, дал на крейсер «Красный Кавказ» командиру отряда огневого содействия вице-адмиралу Л. A. Владимирскому радиограмму и доложил командующему операцией вице-адмиралу Ф. С. Октябрьскому об опоздании первого десантного отряда. Контр-адмирал Н. Е. Басистый попросил в связи с этим перенести открытие огня на полтора часа. Не ожидая приказа командующего операцией, вице-адмирал Л. А. Владимирский немедленно сообщил о переносе артподготовки на все корабли. Корабли оказались вынуждены маневрировать в районе высадки на виду у противника.

Контр-адмирал Н. Е. Басистый, получив согласие командира отряда огневого содействия на перенесение артподготовки, изменил в связи с этим время подхода к месту высадки второго эшелона на 4.40 4 февраля. Но не все командиры, участвовавшие в операции, были своевременно предупреждены о переносе начала действий. Поэтому общий план операции продолжал выполняться в прежнем варианте. В районе Анапа, Благовещенское и в долине реки Сукко, как было предусмотрено планом, в 1.00 4 февраля начали отвлекающую демонстрацию десанта катера типа МО.

Авиация, не получившая приказания об изменении времени операции, также начала свои действия, предусмотренные планом. В район Новороссийска вылетели 4 самолета для высадки воздушного десанта в районе Васильевки и Глебовки и еще 10 самолетов с задачей поджечь Южную Озерейку и Васильевку для световой ориентировки высадки морского и воздушного десантов. В 00.45 самолеты нанесли бомбовые удары и подожгли Южную Озерейку.

В то же время командующий операцией вице-адмирал Ф. С. Октябрьский, получив радиограмму командира высадки контр-адмирала Басистого с просьбой о переносе артподготовки, понял, что при оттяжке начала высадки до рассвета останется слишком мало времени, и поэтому приказал выполнять операцию по ранее утвержденному плану. Давая такое приказание, командующей операцией рассчитывал на своевременность его получения командирами отряда огневого содействия и отряда высадки и никаких указаний авиации и катерам, демонстрировавшим высадку десанта в районе Анапа, Благовещенское, не дал. Однако радиограмма командующего операцией дошла до адресатов спустя 45 минут после указанного в плане срока начала операции, и выполнить приказание уже было нельзя. Так, уже в самом начале десантной операции вместо согласованности и тесного взаимодействия между командирами групп были допущены просчеты, которые в конечном счете привели к срыву основного десанта.

В дальнейшем события развивались так: в 00.45 авиация нанесла бомбо-штурмовой удар по Южной Озерейке, Глебовке, Станичке, Васильевке и Анапе. Вслед за первым бомбовым ударом в районе Васильевка, Глебовка был выброшен воздушный десант в количестве 57 парашютистов.

В 01.11 4 февраля первый отряд основного десанта повернул к месту высадки. По зареву пожара с кораблей были хорошо видны Озерейская долина и огни буев у места высадки. В 02.31 по сигналу флагмана эсминец «Беспощадный» открыл огонь осветительными снарядами и вел его вплоть до 03.00. С первых же залпов он удачно осветил береговую черту в районе высадки. Через минуту после головного эсминца открыли огонь крейсеры «Красный Кавказ», «Красный Крым», лидер «Харьков». В течение артподготовки по району Южной Озерейки корабли выпустили 2011 крупнокалиберных снарядов. Однако стрельба кораблей без корректировки с воздуха самолетами-корректировщиками не принесла нужного результата. Настильный огонь корабельной артиллерии не причинял потерь огневым точкам и войскам противника, укрытым на обратных скатах гористой местности. Вражеская огневая система осталась неподавленной.

А через полчаса крейсеры вообще прекратили стрельбу и начали отходить в свои базы. Артиллерийский обстрел берега продолжали вести только миноносцы, которые с началом высадки десанта перенесли огонь в глубину обороны противника.

В 03.35 к берегу подошли 5 сторожевых катеров со штурмовым отрядом и приступили к высадке. Противник открыл по десанту и судам сильный огонь из неподавленных ДОТов и ДЗОТов. От прямых попаданий загорелись 3 самоходные баржи с танками и артиллерией и 3 буксира. Эсминец «Незаможник», обстреливая огневые точки, пытался отвлечь огонь на себя. Но противник вел огонь только по десантным судам. Из-за сильного огня противника канонерские лодки с техникой и людьми так и не смогли подойти к берегу.

Командиру высадки контр-адмиралу Н. Е. Басистому поступило донесение о больших потерях десантников. Не зная о высадке штурмового батальона и оставшись без отряда огневой поддержки, он приказал кораблям высадки отойти в море. В 18.00 корабли первого и второго десантных отрядов возвратились в Геленджик. При высадке десанта погибли все 3 баржи, 4 баркаса, 2 сейнера, 1 буксир и 1 катер, получили повреждения все канонерские лодки, 2 буксира и 2 катера.

К тому времени, когда контр-адмирал Басистый отдал приказание о прекращении высадки, на берегу было уже 1427 человек и около 10 танков. Эти штурмовые части десанта с ходу вступили в бой. Вскоре десант овладел поселком Южная Озерейка и повел наступление на Глебовку. Командование флота и армии не имело связи с этим десантом и не могло правильно оценить обстановку. Посланные на связь 2 сторожевых катера были обстреляны у берега и отошли, не сумев связаться с высаженным десантом. Командующий десантом решил прекратить дальнейшие попытки высадки у Южной Озерейки. В течение трех суток штурмовой батальон десанта и танковая рота 563-го отдельного танкового батальона вели ожесточенные бои, находясь в окружении. На третьи сутки у моряков кончились боеприпасы. Неся большие потери, десантники попытались вырваться из окружения в район Станички для соединения со вспомогательным десантом. Однако пробиться удалось лишь незначительной группе, часть десантников ушла в горы.

Таким образом, высадка основного десанта в районе Южной Озерейки оказалась безуспешной и привела только к большим потерям в людях, технике и кораблях. Причиной послужило то, что противник, укрытый в складках местности, не был подавлен и успел подтянуть резервы. Неприятель значительно усилил свою Новороссийскую группировку. В течение месяца немцы построили большое количество огневых точек в местах вероятной высадки наших десантов, а наша разведка не вскрыла заранее эти огневые точки.

Неудачная высадка десанта в Южной Озерейке объясняется также недочетами в руководстве операцией. Вместо того чтобы создать десантным войскам необходимые условия и начать высадку десанта лишь после прорыва обороны противника северо-восточнее Новороссийска, как это было ранее предусмотрено планом, десантная операция началась до того, как обозначился успех на главном участке фронта 47-й армии под Новороссийском.