Командир корабля капитан 1 ранга Зиновьев решил произвести огневой налет на одном боевом курсе и обстрелять наиболее удаленные объекты, чтобы выполнить боевую задачу как можно скорее: обстреляв одну цель, крейсер переносил огонь на следующую. В 4:06 «Молотов» лег на курс 282° и на скорости в 14 узлов открыл огонь трехорудийными залпами из орудий главного калибра. Цели, расположенные в районах Марфовки и Ново-сёловки, находились на расстоянии 105–140 кабельтовых. В 5:26, после 110 выстрелов, крейсер ушел в море на скорости 28 узлов, стремясь до рассвета оказаться как минимум в 50 милях от берега. Вечером того же дня крейсер вернулся и повторил огневой налет. Третий налет был произведен утром 10 ноября в то же время, что и накануне.

Немцы, заметив, что обстрелы крейсера становятся регулярными, организовали операцию по его уничтожению. Немецкие летчики по частоте обстрелов сделали правильный вывод о том, что крейсер базируется на Туапсе. 10 ноября, возвращаясь в базу, «Молотов» был обнаружен в открытом море и в 7:15 атакован четырьмя торпедоносцами, а в 9:50 повторно атакован четырьмя бомбардировщиками. Крейсеру, оснащенному радиолокационной станцией «Редут», удалось своевременно обнаружить приближение самолетов противника и уклониться как от бомб, так и от торпед, но больше разрешения на рейды под Керчь он не получал. «Молотов» был не только новейшим крейсером, построенным по итальянскому проекту, он единственный на Черноморском флоте имел в то время РЛС, и во время стоянок в базе данные с радиолокационной станции сообщались на командный пункт ПВО, что резко повышало безопасность базы, в которой он находился. Поэтому командование Черноморского флота, узнав, что за «Молотовым» охотится противник, предпочло больше не рисковать таким ценным кораблем.

Утром 9 ноября эсминец «Бдительный», доставлявший Левченко в Керчь, в районе косы Тузла сел на мель, получил пробоину во втором котельном отделении, срезал лаг и повредил винты. Однако с мели удалось сняться довольно быстро, и командующий к 7 часам утра, как и было накануне объявлено в директиве штаба войск Крыма, развернул свой КП в Керчи.

На утро второго дня боев на турецком валу советская оборона начала разваливаться. Дивизии 9-го корпуса после первых же немецких атак одна за другой начали оставлять свои позиции. В результате беспорядочного отхода немцы за один день преодолели половину расстояния, отделявшего их от Керчи, и к ночи находились на линии Большой Бабчик — Багерово — Тобечинское озеро. Удары 27 бомбардировщиков ДБ-3, которым командование ЧФ приказало бомбить наступающего противника, не смогли ни исправить положение, ни замедлить продвижение врага, хотя и нанесли ему большой урон. По докладам летчиков, которые на второй день их действий стали уже гораздо более реальными, было уничтожено 53 автомашины, 8 единиц бронетехники и 20 повозок. Несмотря на то что бомбардировщики действовали днем, их потери оказались довольно небольшими. Два ДБ-3 были сбиты, и один разбился при посадке.

Узнав о случившемся, в ночь на 10 ноября Сталин отдал распоряжение Шапошникову направить маршала Кулика, находившегося в Ростове, в качестве представителя Ставки ВГК на Тамань, но потом передумал и позвонил своему заместителю по линии наркомата обороны сам.

«Северному Кавказу угрожает серьезная опасность со стороны Крыма. По имеющимся сведениям, державшая там оборону 51-я армия в беспорядке отступает к городу Керчь. Есть угроза, что противник сможет переправиться через Керченский пролив, овладеть Таманским полуостровом и выйти на Северокавказское побережье и Кубань… Выезжайте немедленно на Таманский полуостров и в город Керчь. Помогите командованию 51-й армии не допустить противника форсировать Керченский пролив, овладеть Таманским полуостровом и выйти на Северный Кавказ со стороны Крыма. Для усиления 51-й армии передается 302-я горная дивизия, расположенная по Северокавказскому побережью, нужно скорее ее собрать и форсированным маршем двинуть к Керченскому проливу. Примите меры к ее правильному использованию».

Для выполнения этого поручения Кулик был наделен правами уполномоченного Ставки ВГК на Керченском направлении.

События 9 ноября вызвали шок не только у армейского и флотского командования, но даже в Главном штабе Военно-Морского Флота. Вечером его начальник, адмирал Исаков, сгоряча приказал расформировать Дунайскую флотилию, обратив ее на формирование Азовской. Но уже утром следующего дня такое решение сочли преждевременным.

156-й стрелковой дивизии, находившейся на левом фланге 9-го СК, пришлось сократить участок фронта, сняв ее подразделения с побережья. Сосредоточив все силы правее Чурбашского озера, дивизия из последних сил пыталась остановить продвижение врага.

В ночь на 10 ноября противник вступил в зону действия береговой батареи № 29 Керченской ВМБ, огонь четырех 180-мм орудий которой из-за слабости стрелковых частей, прикрывавших этот участок, не смог замедлить продвижения немцев. Эта современная батарея, сооруженная в 1937 г., предназначалась для защиты Керченского пролива. Она имела мощное наземное прикрытие — в ее систему обороны входили четыре мощных трехамбразурных ДОТа, которые в других условиях даже при минимальном пехотном прикрытии могли надолго остановить продвижение противника к батарее. Но во время строительства батареи никто не предполагал, что противник прорвется в Крым и будет угрожать батарее с берега. Все 4 ДОТа были рассчитаны только на круговую оборону против десанта противника. В условиях недостатка артиллерии на левом фланге армии и открытой местности, по которой наступал противник, ее 180-мм орудия могли бы оказать существенную помощь левофланговым дивизиям 9-го стрелкового корпуса.

Но именно в районе расположения батареи части 156-й дивизии оказались не в состоянии удерживать побережье и вынуждены были сократить свой фронт, сместившись в глубь полуострова. Этим маневром они давали противнику выход к 29-й береговой батарее и базе Дунайской флотилии, размещавшейся в Камыш-Буруне. Но если бы дивизия не отошла от Феодосийского залива, она оказалась бы отрезанной от соседней 157-й дивизии и могла быть окружена, прижата к берегу и уничтожена. Из двух зол приходилось выбирать меньшее, и дивизия отошла от берега.

У берега Феодосийского залива в линии фронта образовалась брешь, закрывать которую пришлось береговыми подразделениями Дунайской военной флотилии. Но занять позиции в районе расположения батареи они уже не успели. В сложившейся ситуации во избежание захвата батареи противником ее орудия пришлось взорвать, а личный состав эвакуировать.

Участок за Чурбашским озером и левее его прикрыли береговые части Дунайской флотилии, защищавшие штаб флотилии, по-прежнему находившийся в Камыш-Буруне, и береговые батареи. В 13 часов моряки, прикрывшиеся Чурбашским озером и укрепившиеся в расположенной за ним деревне Александровка, вступили в бой с частями 170-й пехотной дивизии вермахта. Немцы, разместившие артиллерию на высоте 127,7, усиленно обстреливали деревню, расчищая артиллерийским огнем дорогу своей пехоте. В свою очередь, по высоте открыли огонь монитор «Железняков» и бронекатера, находившиеся при штабе флотилии, а также плавучая батарея № 4, ремонтировавшаяся в Камыш-Буруне. Подавить артиллерию противника так и не удалось. Из-за сильного огня немецкой пехоты и артиллерии моряки, не имевшие тяжелого вооружения, уже через час боя стали покидать Александровку и к вечеру оставили Камыш-Бурун, отойдя на север. Вспомогательные службы флотилии, еще остававшиеся 10 ноября в Камыш-Буруне, были эвакуированы из него в последний момент.