Румынский горный корпус, действовавший между двумя ударными группировками, на первом этапе операции должен был сковывать советские войска перед своим фронтом. При этом 18-я румынская дивизия должна была прикрывать наступление левого фланга 5-го армейского корпуса, защищая его от фланкирующего огня противника с юга. На юге 1-я румынская горная дивизия должна была поддержать наступление северного фланга 30-го армейского корпуса, ведя бои с целью захвата высоты «Сахарная голова».
Для огневого поражения советских войск в районе Севастополя противник сосредоточил значительные силы артиллерии. В частности, среди его батарей артиллерии большой мощности имелись пушечные батареи с системами калибра до 190 мм, а также несколько батарей гаубиц и мортир калибра 305, 350 и 420 мм. Кроме того, было два специальных орудия калибра 600 мм и знаменитая пушка «Дора» калибра 800 мм, которая специально была спроектирована для разрушения наиболее мощных сооружений линии Мажино, однако использовать ее там для этого не пришлось. Это было чудо артиллерийской техники. Ее ствол имел длину около 30 м, а лафет достигал высоты трехэтажного дома. Потребовалось около 60 железнодорожных составов, чтобы по специально проложенным путям доставить эту пушку на огневую позицию.
30-й артиллерийский корпус располагал 25 батареями тяжелой артиллерии и артиллерии большой мощности, 25 батареями легкой артиллерии, 6 минометными батареями, одним дивизионом самоходных артиллерийских установок и одним дивизионом АИР. Кроме того, корпусу был придан 300-й отдельный танковый батальон, имевший на вооружении танки – носители взрывных зарядов, управляемых на расстоянии.
Румынский горный корпус для выполнения задачи по сковыванию противника имел 12 тяжелых и 22 легких батарей. В целом под Севастополем наступающий имел (не считая зенитной артиллерии) 208 батарей на фронте в 35 км, то есть примерно 6 батарей на километр фронта, но на участках главных ударов эта цифра, конечно, была в несколько раз выше.
17 июня Э. фон Манштейн отдал приказ о начале наступления. К тому времени в Бельбекскую долину, находившуюся в четырех километрах западнее «Масличной горы», на огневые позиции немцы подтянули две 355-мм гаубицы, которые получили приказ уничтожить бронированные башни батареи форта «Максим Горький I». Этот форт огнем свих 12-дюймовых орудий контролировал Бельбекскую долину и пути к побережью. Форт получил приказ обороняться до последнего человека.
Он представлял собой совершенное по тем временам инженерное сооружение. В форте имелись автономная подача воды и электроэнергии, полевой госпиталь, столовая, мастерские для ремонта вооружения и оборудования, лифты для подачи боеприпасов, арсеналы и боевые посты. Каждая комната, каждый коридор перекрывались двойной стальной дверью.
В результате обстрела тяжелыми снарядами батарея форта «Максим Горький I» была выведена из строя, но и после этого защитники форта продолжали вести бой. Укрепившись внутри огромного бетонного бункера длиной 300 м и шириной до 40 м они огнем всех имевшихся средств отражали атаки противника. Более того, эти группы под покровом темноты неоднократно совершали молниеносные вылазки через потайные ходы и вентиляционные отверстия, нанося внезапные удары по противнику. На неоднократные требования сдаться советские солдаты отвечали автоматными очередями.
Немецким командованием было решено взорвать непокорный форт, вернее, его боевые руины. На подготовку первого крупного взрыва потребовалось много динамита, воспламеняющейся жидкости и дымовых шашек. Но когда после дыма дым рассеялся, красноармейцы все еще стреляли из амбразур и проломов. После второго взрыва обнажилась внутренняя структура огромного бетонного бункера – трехуровневое сооружение, которое походило на маленький город.
За боем в форте «Максим Горький I» пристально следили в Севастополе, в штабе вице-адмирала Октябрьского, поблизости от порта. Офицер-радист лейтенант Кузнецов сидел у рации и слушал. Каждые полчаса с «Максима Горького I» поступали сообщения. Когда обороняющихся советских солдат осталось совсем мало, они сами взорвали командный пункт форта. Из всего гарнизона форта численностью более 1000 человек в плен попало всего пятьдесят, все были раненые.
17 июня, когда сражение за форт «Максим Горький I» еще вовсю полыхало, немцы овладели фортами «ГПУ», «Молотов» и «ЧК», «Волга», «Урал», «Сибирь». 18 июня войска противника прорвались к Северной бухте, Инкерману и Сапун-Горе. Немцы захватили «Орлиное гнездо».
19 июня части 22-й немецкой дивизии вышли к Северной гавани – последнему барьеру с севера на пути к южной стороне Севастополя. Немецкие дивизии наступали по обеим сторонам главной дороги, которая вела к городу с берега. Но наступление шло медленно. Все зависело от овладения господствующей высотой – Сапун-Горой, являвшейся ключом к южной части города. Штурм Сапун-Горы стал отдельнй страницей в героической обороне Севастополя. Бои шли за каждую вершину, за овраги. Но тяжелее всего немцам пришлось в боях за хорошо замаскированные опорные пункты «Северный нос», «Часовенная гора» и Камарские пещеры.
20 июня усиленный 97-й немецкий пехотный полк овладел Северным фортом и знаменитой Константиновской батареей на узкой Северной косе. Таким образом, теперь немцы контролировали порт, и Севастополь оказался в тисках.
Позже Э. фон Манштейн об этих боях писал:
«В эти недели я ежедневно, до и после обеда, находился в пути: в штабах корпусов, у артиллерийских командиров, в дивизиях, полках, батальонах и на артиллерийских наблюдательных пунктах. Поэтому я слишком хорошо знал, как обстояло дело в наших частях и соединениях. Полки насчитывали по нескольку сот человек. Мне припоминается донесение одной снятой с переднего края роты, боевой состав которой исчислялся 1 офицером и 8 рядовыми».
С 22 по 26 июня в Севастополь на боевых кораблях прибыло последнее штатное боевое соединение – 142-я стрелковая бригада и были доставлены материальные средства для ведения боевых действий. Начиная с этого дня боеприпасы, продовольствие и медикаменты в осажденный город доставлялись только подводными лодками и в небольшом количестве.
В этот день подводная лодка М-32 под командованием капитан-лейтенанта Н.А. Колышкина доставила в Севастополь бензин и боеприпасы. Уже после того, как она была разгружена, а на борт доставлены раненые, на лодке активизировлись бензиновые пары. Опасаясь ударов вражеской авиации, лодка, чтобы дождаться наступления темноты, легла на дно на глубине 36 метров. От дурманящих паров бензина к концу дня потеряли сознание все, кроме командира лодки и главного старшины Н.К. Пустовойтенко. Затем сознание потерял и капитан. В этих условиях Пустовойтенко, с трудом дождавшись ночи, один доднял додку на поверхность, открыл люки и пустил внурь свежий воздух. Благодаря этому лодка, экипаж и пассажиры были спасены.
Тем не менее, 26 июня на всех имевшихся в распоряжении судах советское Верховное Главнокомандование послало в город 142-ю стрелковую бригаду. Подкрепление не смогло изменить хода битвы. 27 июня немцы начали последний штурм. 3 июля все закончилось. Севастополь, сильнейшая крепость в мире, пал. Было разгромлено две советские армии, в плен попало 90 000 человек. Офицеры, руководившие обороной крепости, адмирал Октябрьский и генерал-майор Петров, избежали смерти и плена. 30 июня их вывезли из города.
27 июня в Севастополь прорвался последний надводный транспорт «Ташкент», доставивший туда 1264 бойца морской пехоты. На следующий день «Ташкент», приняв на борт 2300 человек (раненых и местных жителей), а также полотно панорамы «Оборона Севастополя в 1854–1855 гг.», вышел в море. По пути в Новороссийск на транспорт немецкой авиацией было сброшено 300 бомб, но «Ташкент», несмотря на повреждения, все же прибыл в порт назначения.
28 июня под Севастополем советские войска отступили к станции Инкерман и к Инкермановскому шоссе. На следующий день город подвергся очередному массированному удару немецкой авиации. Совершив более 1500 самолето-вылетов, она сбросила на позиции защитников Севастополя около 10 тысяч бомб. В то же время десантные части противника, высадившись на южном берегу Северной бухты, захватили западные и юго-западные склоны горы Суздальской, окружили части советской морской пехоты, оборонявшие эту гору.
29 июня, по воспоминаниям Манштейна, «произошла трагедия, показавшая, с каким фанатизмом боролись большевики. Высоко над Инкерманом поднималась длинная, уходящая далеко на юг скалистая стена. В этой стене находились огромные галереи, служившие в Крыму винными погребами для заводов шампанских вин. Наряду с большими запасами этого напитка большевики создали здесь склады боеприпасов; кроме того, эти помещения использовались ими для размещения тысяч раненых и бежавшего гражданского населения. Когда наши войска ворвались в населенный пункт Инкерман, вся скала за населенным пунктом задрожала от чудовищной силы взрыва. Стена высотой примерно 30 м обрушилась на протяжении около 300 м».
30 июня Ставка ВГК отдала приказ Военному совету Севастопольского оборонительного района об эвакуации Севастополя. В этот день немцы прорвались к городу и вышли на Корабельную сторону, где развернулись ожесточенные бои за Малахов курган. К исходу дня защитники Севастополя отошли к бухтам Стрелецкая, Камышевская, казачья и на мыс Херсонес. Оставшиеся защитники продолжали борьбу до 4 июля, когда официально и была завершена 250-дневная оборона Севастополя.
События последних дней обороны Севастополя адмирал Кузнецов Н.Г. в своих воспоминаниях описывает так: «В последние дни июня обстановка в Севастополе резко ухудшилась. В это время командующий оборонительным районом Ф.С. Октябрьский вместе с членом Военного совета Н.М. Кулаковым телеграфировал: «Москва Кузнецову; Краснодар – Буденному, Исакову. Исходя из данной конкретной обстановки, прошу разрешить мне в ночь на 1 июля вывезти самолетами 200–250 ответственных работников, командиров на Кавказ, а также и самому покинуть Севастополь, оставив здесь своего заместителя генерал-майора Петрова И.Е. Противник прорвался с Северной стороны на Корабельную. Боевые действия приняли характер уличных боев. Оставшиеся войска сильно устали, хотя большинство продолжает героически драться. Противник резко увеличил нажим авиацией, танками. Учитывая сильное снижение огневой мощи, надо считать, что в таком положении мы продержимся максимум 2–3 дня».