Тяжелая обстановка сложилась севернее долины реки Бельбек, на фронте четвертого сектора обороны. Здесь немцы нанесли основной удар из района высоты 190,1 по центру и правому флангу 8-й бригады морской пехоты. На левом фланге бригады под ударами превосходящих сил противника наши части оставили деревню Аранчи и укрепились западнее ее. В центре и на правом фланге части 8-й бригады под яростными ударами врага и под сильным артиллерийским и минометным огнем потеряли управление и отошли на запад. При этом они потеряли связь с соседом справа — 40-й кавдивизией, занимавшей с остатками 773-го стрелкового полка заранее подготовленные позиции на рубеже у шоссе.
К исходу дня 40-я кавдивизия контратаковала и восстановила связь с отошедшими частями 8-й бригады морской пехоты, задержав дальнейшее продвижение противника.
Южнее хутора Мекензия 19 декабря все атаки немцев были успешно отражены.
На рассвете 19 декабря пять МБР-2 бомбардировали Черкез-Кермен, Биюк-Отаркой и Дуванкой. В первой половине дня три Пе-2 и пять Ил-2 в сопровождении восьми И-16 и пяти Як-1 бомбили и штурмовали ангары на аэродроме Саки, скопление до 150 автомашин у деревни Бурлюк, зенитную батарею в районе Старые Лезы и пехоту врага в долине Биюк-Джаланчик.
Шесть Пе-2, два ДБ-3 и пять Ил-2 в сопровождении четырех Як-1 и шести И-16 бомбардировали и штурмовали войска противника в долине реки Бельбек. Были отмечены попадания в большие скопления войск. В районе Камышловского моста уничтожены две автомашины и шесть повозок противника.
Четыре ДБ-3 бомбардировали неприятельские войска в районе высоты 158,7.
Во второй половине дня двенадцать Пе-2, два ДБ-3 и тринадцать Ил-2 продолжали наносить бомбовые и штурмовые удары по наступавшим немецким войскам.
Авиация противника группами от двух до шести самолетов бомбила и обстреливала боевые порядки наших частей в районе села Камары, Камышловского моста и на участке 8-й бригады морской пехоты.
Вечером 19 декабря Октябрьский сообщил контр-адмиралу Жукову, что 20 декабря на транспорте «Абхазия» будет выслан боезапас и до 1500 бойцов 9-й бригады морской пехоты. Кроме того, на транспорте «Чапаев», который прибудет в Севастополь утром 20 декабря, отправлено: снарядов 152-мм — 1400, 152-мм 1937 года — 2600, 75-мм — 5952, 76-мм 1927 года — 5080 штук и 50-мм мин — 27504 штуки. В Новороссийске больше боезапаса не осталось.
Около полуночи Военный Совет СОРа доложил Верховному Главнокомандующему Сталину (и в копиях — наркому ВМФ и командующему Черноморским флотом), что противник, сосредоточив крупные силы, при поддержке танков и бомбардировочной авиации, в течение трех дней вел ожесточенное наступление с целью овладеть Севастополем. Не считаясь с огромными потерями в живой силе и технике, немцы непрерывно вводили в бой свежие силы.
Наши войска упорно отстаивали оборонительные рубежи и за первые два дня боев понесли потери до трех тысяч человек. Также большие потери имелись в орудиях, пулеметах и минометах. Большинство батарей береговой обороны главной базы подавлены или расстреляны. Войска СОРа почти по всему фронту отошли на второй рубеж. Резервы израсходованы, нет снарядов наиболее нужных калибров: 107-мм корпусных, 122-мм гаубичных и 82-мм мин. Остальной боезапас также на исходе.
С 20 декабря в целях усиления войск, действовавших на фронте, будет введен в бой личный состав с кораблей, береговых батарей, зенитной артиллерии, аэродромной службы и др.
Если противник будет продолжать наступление в том же темпе, гарнизон Севастополя сможет продержаться не более трех суток.
По поручению Ставки Верховного Главнокомандования начальник Генштаба Красной Армии маршал Шапошников передал командующему Закавказским фронтом и командующему Черноморским флотом директиву Ставки № 005898 от 20 декабря. Ставка приказывала:
1. Подчинить во всех отношениях Севастопольский оборонительный район командующему Закавказским фронтом.
2. Командующему Черноморским фронтом немедленно выехать в Севастополь.
3. Командующему Закавказским фронтом немедленно командировать в Севастополь крепкого общевойскового командира для руководства сухопутными операциями.
4. Командующему Закавказским фронтом немедленно отправить в Севастополь одну стрелковую дивизию или две стрелковые бригады.
5. Оказать помощь Севастопольскому оборонительному району авиацией Закавказского фронта силами не менее пяти авиаполков.
6. Немедленно отправить в Севастополь пополнение в количестве не менее трех тысяч человек.
7. Командующему Закавказским фронтом немедленно подать в Севастополь снаряды, учитывая, что снаряды 107-мм, 122-мм гаубичные и 82-мм мины совершенно израсходованы.