Сухопутную оборону Крыма и Севастополя обеспечивали части 9-го стрелкового корпуса Одесского военного округа и взаимодействующие с ним береговая оборона, корабли и авиация флота. Для улучшения организации противовоздушной и противодесантной обороны главной военно-морской базы в мае 1941 года вся территория, начиная от центра Севастополя, была разделена на три сектора, Севастопольский и Балаклавский боевые участки, подчиненные коменданту береговой обороны. Для занятия обороны на этих участках были привлечены все части Севастопольского гарнизона, включая и Военно-морское училище.
Большую силу представляла собой береговая оборона главной военно-морской базы (начальник артиллерии — полковник Б.Э. Файн), где было сосредоточено около половины всей береговой артиллерии Черноморского флота. Три отдельных артиллерийских дивизиона (10 береговых батарей), расположенных по побережью от Николаевки до Балаклавы, обеспечивали надежное прикрытие базы от нападения противника с морского направления.
Летом 1941 года для обеспечения обороны Крымского полуострова с суши был сформирован Каркинитский сектор береговой обороны, в который вошли 120-й отдельный артиллерийский дивизион и несколько отдельных батарей (всего 8 стационарных и 2 подвижные батареи). На Арабатской стрелке, в 8 км от Геническа, была также установлена батарея (4 орудия 127-мм калибра).
2, Стационарная …… 100 … 4 … Константиновский мыс … Ст. лейтенант Дзампаев С.З.
8, Стационарная …… 45 … 4 … Южная сторона … Данные не установлены.
10, Стационарная …… 203 … 4 … Р-н Мамашай … Капитан Матушенко М.В.
13, Стационарная …… 120 … 4 … Южная сторона … Данные не установлены.
14, Стационарная …… 152 … 4 … Стрелецкая бухта … Ст. лейтенант Халиф Г.И.
18, Стационарная …… 152 … 4 … Мыс Феолент … Лейтенат Дмитриев Н.И.
19, Стационарная …… 152 … 4 … X. Максимовичи … Капитан Драпушко М.С.
30, Башенная …… 305 … 4 … Д. Любимовка … Капитан Александер Г.А.
35, Башенная …… 305 … 4 … Мыс Херсонес … Ст. лейтенант Лещенко А.Я.
54[158], Стационарная …… 102 … 4 … Д. Николаевка … Лейтенант Заика И.И.
Противовоздушную оборону Севастополя обеспечивали 61-й флотский (командир— подполковник В.П. Горский) и два оперативно приданных зенитно-артиллерийских полка, несколько отдельных дивизионов, 215-й отдельный дивизион аэростатов заграждения (полковник И. Вакатов), пулеметный и прожекторный батальоны, батальон ВНОС, отдельная радиорота, оснащенная радиоулавливателями типа «РУС-1», дымомаскировочный отряд. В стадии формирования находился 62-й флотский зенитно-артиллерийский полк (командир — подполковник Н.С. Ушаков).
Всего 100 зенитных орудий калибра 76–85 мм, установленных в районах Евпатории, Саки, Сарабуза, на господствующих высотах Мекензиевых Гор, Сапун-Горе, 46 зенитных пулеметов и 27 прожекторов охраняли небо над Севастополем.
На аэродромах Евпатории и Качи базировались 8-й (командир — полковник К.И. Юмашев) и 32-й (командир — майор Н.З. Павлов) истребительные полки 62-й авиационной бригады, насчитывавшие около 100 самолетов.
Была сильно укреплена и
В Одессе базировались крейсер «Коминтерн», эсминец «Шаумян», отдельный дивизион канонерских лодок (4 ед.), 2-я бригада торпедных катеров (23 ед.), три эскадрильи морской авиации. Охрану водного района обеспечивали два дивизиона тральщиков, отряд сторожевых катеров, подразделения охраны рейда.
Акватория Одесского порта была образована несколькими молами и волноломами, делившими базу на несколько гаваней, в которых были оборудованы несколько причалов для стоянки кораблей. Вход в порт закрывался боновыми заграждениями.
Внушительной силой являлась береговая артиллерия, которая была представлена тремя артиллерийскими дивизионами (6 стационарных и 6 подвижных батарей), насчитывавшими 44 орудия калибра 76–203 мм.
Очаковский укрепленный сектор (комендант — майор П.З. Базилевич) береговой обороны контролировал вход в Днепровско-Бугский лиман. В его состав входили четыре береговые батареи (16 орудий калибра 45–203 мм), установленные в районе Очакова и на острове Первомайский, и 26-й отдельный зенитно-артиллерийский дивизион (6 батарей). После начала боевых действий сектор был усилен пятью орудиями 75-мм калибра, которые были установлены в районе Очакова и на Лагерной косе.