28 августа положение в секторах обороны снова потребовало усиления отряда кораблей Северо-Западного района. В этот день части Восточного сектора обороны поддерживают крейсер, лидер, эскадренные миноносцы «Смышленый», «Фрунзе», «Шаумян» и канонерская лодка «Красная Грузия» под общим командованием контр-адмирала Д.Д. Вдовиченко.

В артиллерийской поддержке войск Приморской армии ежедневно участвовало шесть – восемь боевых кораблей. Например, 27 августа вели огонь по неприятельским позициям в районе Свердлово эсминцы «Бодрый», «Смышленый», «Шаумян», «Незаможник» и канонерские лодки «Красная Армения», «Красная Грузия» и «Красный Азербайджан». Части Восточного сектора обороны поддерживали артиллерийским огнем еще и крейсер «Червона Украина», лидер «Ташкент», эсминец «Фрунзе»…

Первой крупной и удачной наступательной акцией ЧФ стала высадка десанта под Одессой в районе Григорьевки. Десант, однако, показал, что кораблей, способных обстреливать занятый противником берег, действовать в мелководных заливах и лиманах, высаживать и снимать войска на необорудованном побережье, у ЧФ практически не было. Во время Григорьевского десанта за сутки с небольшим под Одессой и на пути к ней выбыло из строя или было уничтожено пять кораблей. После Григорьевского десанта флот вновь перешел к оборонительным действиям, занимаясь только переброской, эвакуацией войск и артиллерийской поддержкой флангов советских частей.

В первые дни войны авиация советского ЧФ ограничилась дневными воздушными налетами на Констанцу, Сулину, Галац – с 23 по 25 июля в них приняло участие 140 бомбардировщиков без истребительного прикрытия, при этом погибли 16 машин. В течение 23 июня ВВС ЧФ произвели три налета на Констанцу. В них участвовали два полка ВВС ЧФ: 2-й минно-торпедный авиаполк, вооруженный ДБ-ЗФ, и 40-й авиаполк, вооруженный бомбардировщиками СБ. Организационно оба полка входили в состав 63-й авиабригады. Первый налет был произведен 63-й авиабригадой в составе 33 ДБ-3 и 27 СБ, которые бомбардировали зернохранилище, элеватор, нефтегавань и нефтегородок в Констанце, аэродром Мамайя и батарею в Талае. В ходе налета был потерян один СБ. Второй налет был произведен силами семи ДБ-3. Самолеты бомбили военный мол, район железнодорожных мастерских и нефтегородок. Третий раз девять ДБ-3 сбросили бомбы на нефтегородок, железнодорожные мастерские и элеватор. В тот же день шесть СБ бомбили склады и транспорты в Сулине. Всего за сутки на Констанцу и Сулину было сброшено более 850 бомб.

Утром 24 июня 14 советских бомбардировщиков ДБ-ЗФ и 18 СБ вновь бомбили порт в Констанце и близлежащий аэродром Мамайя. На подходе к Констанце наши самолеты встретили 16 румынских истребителей. Советские самолеты сумели отбомбиться, но потеряли 3 ДБ-ЗФ и 7 СБ. По сообщениям наших летчиков, было сбито 11 румынских истребителей, но, по германским данным, было уничтожено 3 истребителя Ме-Ю9Ф. Вечером Констанцу бомбили два ДБ-ЗФ. Всего за день авиация ЧФ произвела на Констанцу 40 самолето-вылетов, сбросив 76 бомб. С 25–26 июня авиация ЧФ вела активные действия в районе нижнего Дуная. До 18 августа авиацией были потоплены плавбатарея MR-3, военный буксир «Мантурин», сторожевые катера MR-5 и SR-25, драга, два буксира, минный заградитель «Аурора», 18 самоходных и несамоходных барж и шхун, мониторы «Ласиер Катараджиу» и «Ардеал».

Эффективными были операции ВВС ЧФ против судоходства противника в дельте Дуная. Фактически за первые два военных месяца более 30 кораблей и судов было уничтожено и около 30 выведено из строя. Для обороны Одессы ЧФ выделил авиагруппу в составе 40 истребителей и штурмовиков (командир – капитан Ф.И. Демченко). Она была оперативно подчинена командиру 69-го истребительного авиаполка ВВС Приморской армии. 10 августа два воздушных транспорта «Звено» (ТБ-3 из 18-й транспортной эскадрильи) нанесли удар по чернаводскому мосту через Дунай, через который проходила не только стратегическая железная дорога, но и труба нефтепровода Плоешти – Констанца. К тяжелым самолетам были подвешены по два И-16 СПБ из второй эскадрильи 32-го ИАП. Каждый истребитель нес по две бомбы ФАБ-250. И-16 отсоединились от бомбардировщиков на высоте 1700 м, а бомбы сбросили с 500-метровой высоты. Были полностью разрушены мост и труба нефтепровода.

С 22 августа руководство авиации ЧФ осуществлял один начальник – заместитель командующего ВВС флота генерал-майор В.В. Ермаченков. Август был последним месяцем 1941 года, когда авиация ЧФ решала флотские задачи. Советской авиации не удалось уничтожить с воздуха немногочисленный румынский флот. 6 сентября нарком ВМФ порекомендовал Военному совету ЧФ нанести воздушные удары по Бухаресту с целью оттянуть туда с фронта часть сил вражеской истребительной авиации, а также посеять разочарование в войне у румынских войск. В ночь 8 сентября и в ночь на 13 сентября авиация ЧФ бомбила Бухарест максимально тяжелыми бомбами. До конца августа командование ЧФ берегло ударную авиацию для отражения вражеского морского десанта в Крыму (на авиацию ЧФ приходилось три боевых вылета на самолет в месяц). Но к сентябрю эти страхи развеялись. 26 сентября нарком ВМФ приказал использовать авиацию исключительно для поддержки сухопутных войск.

Близость аэродромов, на которые могла базироваться советская бомбардировочная и штурмовая авиация в начальный период обороны Одессы, способствовала ее использованию в интересах оборонявшихся войск. После оставления Николаева и Очакова трудности в использовании ударной авиации возросли. Раздельное базирование бомбардировочной авиации (на аэродромы Крыма) и прикрывавших ее истребителей затрудняло организацию тактического взаимодействия, вызывало напряжение небольшого количества истребителей, находившихся в Одессе. Типовыми задачами, выполнявшимися авиацией ЧФ при обороне Одессы, являлись удары по скоплениям живой силы и техники противника, прикрытие базы с воздуха, поддержка сухопутных войск ударами по вражеским танкам и мотопехоте, разведка на морском и сухопутном направлениях.

Во второй половине августа 1941-го на юг из-под Москвы была переброшена 1-я эскадрилья из германской авиагруппы I/K.G28. Входившие в состав эскадрильи Хе-111 получили на вооружение торпеды. Впервые немцы применили авиационные торпеды 24 августа, когда на подходе к Одессе подвергся атаке транспорт «Фабрициус». Но обе сброшенные германскими самолетами торпеды прошли мимо.

29 августа два Хе-111 пытались торпедировать учебное судно «Днепр», шедшее в Одессу с 3 тыс. солдат на борту. Обе торпеды снова прошли мимо. Корабли ЧФ неоднократно подвергались атакам авиации противника. 30 августа три Ю-88 сбросили бомбы на лидер «Ташкент». От разрыва бомб образовалась пробоина, кубрики были затоплены, но механизмы остались неповрежденными. 6 сентября в одесском порту был потоплен тральщик № 493 «Хаджибей», а 15 сентября порту от близких разрывов бомб затонул буксир СП-9.

В связи с бомбардировкой Одессы 11 сентября пятьюдесятью самолетами противника Военный совет OOP просил командующего ЧФ организовать мощный удар по Бухаресту. Командующий флотом ответил, что просьбу выполнит, и приказал командующему ВВС ЧФ подготовить этот удар. В ночь на 13 сентября три ДБ-3 бомбили Бухарест. Сброшено было три бомбы ФАБ-1000 и две бомбы ФАБ-250. Разрывы наблюдались в центре и в северо-западной части города. Два самолета бомбили запасные цели. Два Пе-2 бомбили транспорты противника в районе города Тулча.