Собственные подводные лодки привлекались для действий на коммуникациях противника. Из-за опасения высадки вражеских десантов 13 июля нарком ВМФ поставил основной задачей оборону побережья. К середине июля в море курсировали 10–11 подлодок, в том числе 3 у румынского побережья, остальные – у своих берегов. В начале января 1942 г. нарком ВМФ оценил действия советских лодок на коммуникациях противника как неудовлетворительные. За полгода подводными лодками удалось потопить 7 транспортов противника, однако потери составили также 7 лодок. Главной причиной неэффективности действий подлодок при больших потерях были существенные недостатки в планировании их походов при слабом навигационном сопровождении. Основные потери произошли от попадания на донные минные заграждения, защищавшие берега Румынии и Болгарии. В октябре – декабре 1941 г. здесь погибли С-34, Щ-211, Щ-204, М-58, М-59 и М-34, подорвались и получили повреждения Щ-212, Щ-205 и Л-4. С начала 1942 г. до падения Севастополя подводными силами Черноморского флота было совершено 42 похода на коммуникации противника, произведено 8 торпедных и 6 артиллерийских атак. В результате были потоплены болгарский и румынский транспорты, уничтожено 6 малых судов нейтральных стран.
В августе – сентябре 1941 г. Черноморский флот принимал непосредственное участие в обороне Одессы. Здесь впервые был организован оборонительный район – принципиально новая организационная форма объединения разнородных сил армии и флота. Данная схема организации обороны военно-морской базы хорошо себя зарекомендовала и была в дальнейшем применена при обороне Севастополя.
Корабли флота в период обороны Одессы получили важный опыт, также пригодившийся при последующей борьбе за Севастополь. Корабельная артиллерия оказала существенную поддержку частям, защищающим Одессу. Однако 65 % стрельб велось по площадям, что снижало эффект от обстрела. Только с 26 по 31 августа каждый день от трех до восьми кораблей израсходовали более 3700 снарядов.
Силами флота в Одессу доставлялись конвои с пополнением, боеприпасами и продовольствием. Несмотря на действия авиации противника, удавалось совершать длительные и объемные перевозки. Так, в критический период обороны 16–20 сентября из Новороссийска на 10 транспортах и 12 боевых кораблях были доставлены 157-я стрелковая дивизия с полным вооружением и 36 рот маршевого пополнения. В целом оборона морских коммуникаций между Севастополем и Одессой велась достаточно успешно. С начала войны и до конца обороны по этому пути транспортные суда совершили 215 одиночных рейсов и 696 в составе конвоев. Для их охранения эсминцы совершили 41, тральщики – 86, сторожевые катера – 596 походов. За это время Одесса получила морем 63 759 военнослужащих, 18 181 т воинских грузов, 1314 лошадей[118].
Во время боев за Одессу был отработан первый опыт высадки крупного тактического десанта, учтенный в дальнейшем при попытках освобождения Крыма зимой 1941/42 г.
Для десантирования в район Григорьевки полка морской пехоты с целью удара во фланг и тыл группировки противника были выделены боевые корабли эскадры (2 крейсера и 4 эсминца), а в Одессе сформирован отряд высадочных средств (канонерская лодка, сторожевой корабль, 12 сторожевых катеров, 12 катеров КМ, 10 баркасов и буксир). К отправке в Одессу был подготовлен 3-й Черноморский полк капитана К.М. Кореня, закончивший формирование в Севастополе из разных флотских частей. Высадка с моря должна была сопровождаться воздушно-парашютным десантом и прикрываться с воздуха авиабригадой и авиаполком.
Посадка на корабли началась утром 21 сентября в Севастополе. «Красный Крым» принял 721 человека, «Красный Кавказ» – 996 человек, эсминцы «Безупречный» и «Бойкий» взяли на борт по 106 человек. Высадка под командованием контр-адмирала С.Г. Горшкова была осуществлена ночью 22 сентября после артиллерийской подготовки места десанта с моря. Во второй половине дня немецкая авиация нанесла серьезные повреждения эсминцам «Безупречный» и «Беспощадный». Однако замысел десантной операции в полной мере оправдался. Румынские войска, понеся большие потери и оставив советским войскам трофеи, были отброшены на 8–10 км от города, что не позволяло им вести прицельный обстрел порта, тем самым существенно укрепив положение в осажденной Одессе.
Опыт десантирования в Григорьевку показал необходимость надежного прикрытия авиацией отряда на переходе морем и в районе высадки, а также необходимость иметь для ее ускорения большее количество средств доставки десантников на берег с крупных кораблей.