Основные силы — 49-й горнострелковый корпус генерала Конрада (50, 111 и 336-я пехотные дивизии, 279-я бригада штурмовых орудий), 3-й румынский кавалерийский корпус (9-я кавалерийская, 10-я и 19-я пехотные дивизии) — оборонялись в северной части Крыма. Штабы корпусов находились в Джанкое.

На Керченском полуострове действовал 5-й армейский корпус генерата Альмендингера (73-я и 98-я пехотные дивизии и 191-я бригада штурмовых орудий), 6-я кавалерийская и 3-я горнострелковая дивизия румын.

Южное побережье Крыма от Феодосии до Севастополя прикрывал 1-й румынский горнострелковый корпус (1-я и 2-я горнострелковые дивизии), западное — от Севастополя до Перекопа — два полка 9-й румынской кавалерийской дивизии.

Штабы 17-й армии и 1-го горнострелкового корпуса румын находились в Симферополе.

На Перекопском перешейке на глубину до 35 км были оборудованы три полосы обороны: Турецкий вал, Ишуньские позиции и рубеж по реке Чатырлык. Хотя основу немецкой обороны составляли советские позиции, оборудованные в 1941 году, никакой информацией о них наше командование не обладало. Ее приходилось добывать по крупицам всеми видами разведки. Как вспоминает начальник артиллерии 2-й гвардейской армии генерал И.С. Стрельбицкий: «Артиллерийским огнем вскрыта маскировка 12 дотов. Эти доты отчетливо видны. Однако амбразуры не просматриваются, так как построены с расчетом на фланговый огонь. Как много потрачено усилий и средств только на обнаружение этих дотов! А ведь мы бы могли иметь исчерпывающие данные о всех укреплениях, так как 8 дотов построены нашими войсками в 1941 году. Гитлеровцы захватили их, исправили, вооружили своими пулеметами и теперь подготовили для борьбы с нами. Казалось, должны где-то сохраниться чертежи их, координаты точек стояния с описанием секторов огня. Однако, к большому сожалению, все попытки найти эту важную документацию не увенчались успехом… Поэтому и пришлось нам теперь специально вскрывать гитлеровскую маскировку, израсходовав на это очень много гаубичных снарядов». Оборону непосредственно на перешейке держала 50-я пехотная дивизия генерал-майора Сикста, усиленная отдельными немецкими и румынскими частями, при 400 орудиях и минометах.

Перед плацдармами советских войск на южном берегу Сиваша противник в узких межозерных дефиле оборудовал две-три полосы. На Керченском полуострове на всю его 70-километровую глубину были построены четыре оборонительные полосы.

В оперативной глубине готовилась оборона на рубеже Саки, Сарабуз, Карасубазар, Старый Крым, Феодосия.

С момента сухопутной изоляции жизненно важное значение для немецко-румынской группировки приобрели морские коммуникации с Одессой и портами Румынии. Резко возросла интенсивность движения на трассе Севастополь—Констанца. Если в феврале здесь прошли 20 конвоев, то в марте — 44, а в апреле — 141. Их охрану обеспечивали германские легкие силы — 13 торпедных катеров, 30 охотников, 17 катеров-тральщиков, а также авиация. Румынский флот выделил четыре эсминца и три канонерские лодки. Кроме них, большую роль сыграли около 80 самоходных десантных барж и паромов, решавшие на театре широкий круг задач. Немцы в этот период по-прежнему господствовали на море, а рапорты советских подводников о десятках потопленных судов не производили на них никакого впечатления.

Одновременно с подготовкой к обороне полуострова штаб 17-й армии разрабатывал и план эвакуационных мероприятий под кодовым названием «Рудербот» (позднее — «Адлер»). В приказе Енеке, датированном 14 марта, говорилось: «Соотношение сил в Крыму в настоящий момент вынуждает командование подготовить эвакуацию Крыма морским и воздушным путем». Основная идея состояла в том, чтобы, используя многочисленные отсечные позиции, в течение шести-семи дней отвести войска в Севастопольский укрепленный район и в течение трех недель вывезти их морем.

Войска 4-го Украинского фронта начали наступление в 10.30 утра 8 апреля. Перед этим за пять суток тяжелая артиллерия разрушила значительную часть долговременных сооружений противника. Атаке предшествовала почти трехчасовая артиллерийская подготовка, проведенная по сложному и оригинальному графику. Сначала в течение 80 минут велся интенсивный огонь на уничтожение обнаруженных разведкой и наблюдением целей, затем был произведен мощный пятиминутный огневой удар по переднему краю из полутора тысяч стволов. На 86-й минуте артиллеристы произвели ложный перенос огня в глубину. Когда немецкая пехота выбралась из блиндажей в окопы для отражения предстоящей атаки, а их батареи открыли заградительный огонь, советская артиллерия вновь нанесла удар по переднему краю, а специально выделенные 50 батарей накрыли действующие огневые позиции противника. Затем огонь вновь был перенесен в глубину, а пехотинцы с криками «ура» подняли над окопами полторы тысячи чучел в касках, имитируя начало атаки. Немцы снова выскочили из блиндажей, готовясь ее отразить, но вместо атаки снова получили на головы сотни тонн металла. Наконец, вслед за перемещающимся огневым валом двинулись вперед стрелковые цепи.

Несмотря на это, прорыв развивался медленно. Значительная часть огневых средств, будучи хорошо укрытой, ожила. Хорошо укрепившийся противник оказывал ожесточенное сопротивление. Более половины советских танков сопровождения и самоходных установок подорвались на минных полях.

В полосе 51-й армии войска 1-го гвардейского стрелкового корпуса, наносившие главный удар, овладели лишь первой и местами второй траншеей. Более успешно действовал на «второстепенном» направлении и потому получивший меньше всех средств усиления 63-й стрелковый корпус генерала Кошевого, выбивший противника из всех трех траншей первой оборонительной позиции.

Результаты первого дня операции позволили выявить участки наиболее сильного сопротивления. Оценив обстановку, Толбухин дал указание усилить 63-й корпус, против которого действовала менее устойчивая, чем немецкие войска, 10-я румынская пехотная дивизия, 32-й гвардейской танковой бригадой, а также сосредоточить здесь основные усилия 2-й гвардейской артиллерийской дивизии прорыва 8-й воздушной армии.

В 11 часов 9 апреля после часовой артиллерийской подготовки войска 51-й армии возобновили наступление. Корпус Кошевого, отбив контратаки пехотного полка 111-й дивизии и 279-й бригады штурмовых орудий, введенных из резерва, продвинулся еще от 4 до 7 км. В итоге первых двух дней успех еще более обозначился в полосе 63-го стрелкового корпуса. Сюда командующий фронтом приказал дополнительно перебросить бригаду реактивной артиллерии М-31, а также подтянуть из резерва армии стрелковую дивизию. 10 апреля ударом пяти дивизий войска Кошевого выбили противника из межозерного дефиле, создав условия для ввода в прорыв 19-го танкового корпуса.

Напряженные бои шли в это время и на Перекопском перешейке. В течение первого дня дивизии 2-й гвардейской армии прорвали оборону на глубину до 3 км и овладели Армянском. Для развития успеха в ночь на 9 апреля начала вводиться 87-я гвардейская стрелковая дивизия.

К концу второго дня операции войска генерала Захарова полностью прорвали первую оборонительную полосу. Противник был вынужден начать отход на Ишуньские позиции. Успеху наступления войск 2-й гвардейской армии в значительной мере способствовали решительные действия армии Крейзера, а также высадка в тылу противника десанта в составе усиленного стрелкового батальона — 512 человек, 2 орудия, 6 минометов.