20 мая сразу после окончания операции «Охота на дроф» Рихтхофен встретился с Манштейном для обсуждения ближайших планов. Последний согласился с тем, что нападение на Севастополь потребует такого же уровня воздушной поддержки, как и во время предыдущего наступления. А через два дня Рихтхофен вылетел на встречу с Гитлером. Там он кратко изложил итоги захвата Керчи и планы по Севастополю.
Рейхсмаршала вспомнили на следующий день. На встрече с Ешоннеком Рихтхофен узнал, что в ближайшее время планируется смена руководства 4-м воздушным флотом. Александра Лёра хотят отправить на Балканы, а на его место Геринг прочил своего друга командира II авиакорпуса генерала Бруно Лёрцера. Однако у Гитлера и Ешоннека были другие планы. Они решили, что после взятия Севастополя 4-й воздушный флот, которому предстояло сыграть важнейшую роль в наступлении на Кавказ, должен возглавить Вольфрам Рихтхофен.
Последний оказался не в восторге от этого предложения. Ибо Рихтхофен любил прежде всего находиться в гуще событий, лично командовать вверенными подразделениями, а штабная работа предполагала скорее административные методы. Однако начальник Генштаба люфтваффе остался непреклонен.
После четырех дней встреч с военной элитой рейха, в том числе Йодлем, Герингом и Мильхом, Рихтхофен поднялся на борт пассажирского Не-111 и после шестичасового перелета на рассвете 25 мая прибыл в Симферополь. После обеда и изучения накопившихся документов он провел совещание со старшими офицерами VIII авиакорпуса о планах на ближайшее время. Рихтхофен указал, что главная задача сейчас – не допустить новых десантов на полуостров, а также окончательно отрезать Севастополь от снабжения по морю. Оберет Вилд получил приказ силами Авиационного командования «Зюд» защищать с воздуха Керченский полуостров и тщательно вести разведку над Черным морем. Для этих задач в его распоряжении были оставлена одна бомбардировочная, одна торпедоносная и одна авиагруппа дальней разведки. В помощь авиации в Крыму сосредоточились и довольно значительные силы флота оси. К началу июня они состояли из немецкой флотилии (6 торпедных катеров и несколько легких патрульных судов) и итальянской флотилии (4 торпедных катера, 6 сверхмалых подводных лодок и 4 вооруженных катера).
Тем временем в штабе 11-й армии вовсю шла подготовка к предстоящему штурму, получившему название операция «Лов осетра». Севастополь представлял собой одну из самых мощных крепостей того времени. Линия обороны состояла из двух сходящихся полос укреплений, которые по внешнему периметру окружали город на расстоянии от 9 до 12 миль от Балаклавы до поселка Бельбек. Внутренний пояс фортов и береговых батарей также представлял собой невероятную по мощи линию защиты. Бесчисленные укрепления всех видов располагались по всему району, и практически ни одна часть местности не была лишена фортификационных сооружений.
К северу от бухты с одноименным названием находилось 11 опорных пунктов, часть из которых имела давнюю историю, часть была возведена уже во время осады. С ноября 1941 года, когда 11-я армия Манштейна подошла к городу, почти все местное население участвовало в работах по укреплению Севастополя. Были построены сотни бункеров, стрелковых и минометных позиций, минных полей, а скалистая, покрытая растительностью местность способствовала хорошей маскировке всего этого. Противотанковые рвы и многочисленные линии колючей проволоки исключали какие-либо маневры и стремительные атаки.
Отдельная Приморская армия генерала И.Е. Петрова представляла собой внушительную силу. В нее входили 7 стрелковых дивизий, 4 бригады, 2 полка морской пехоты, 2 танковых батальона и различные другие подразделения. Всего около 100 000 солдат и офицеров. У них имелось около 600 орудий разных калибров и более чем 2000 минометов.
Однако и Манштейн хорошо подготовился. Для штурма Севастополя было приготовлено невиданное по немецким меркам количество артиллерии: 1300 орудий, 720 минометов, в том числе огромные 19-см пушки, сверхмощные гаубицы и 807-мм орудие «Дора». Последнее было установлено в 30 километрах к северо-востоку от Севастополя, возле Бахчисарая.