La derrota de Kerch evidentemente provocó un grave agravamiento de la situación de los defensores de Sebastopol, es decir, del ejército costero del general Petrov. A principios de junio, esta unidad estaba compuesta por siete divisiones de infantería, cuatro brigadas, dos regimientos de marines, dos batallones de tanques y un tren blindado:en total más de 106.000 hombres, con 600 cañones y más de 100 morteros. , pero sólo 38 tanques. Las fuerzas aéreas, con base en aeródromos cerca de Sebastopol, sólo tenían 55 aviones utilizables.
Una vez completada la operación de Kerch, el alto mando alemán concentró la mayor parte del XI ejército, unas diez divisiones de infantería en Sebastopol. zona, con la misión de capturar la ciudad lo más rápido posible. Muchas piezas de artillería se alinearon para el asalto. Como informó el ex comandante del XI Ejército, general von Manstein, el 54.° Cuerpo de Ejército, encargado de asestar el golpe decisivo, contaba con el apoyo de 120 baterías, 56 de las cuales eran pesadas y supercañones. pesado (los calibres oscilaban entre 190 y 420 mm). Los alemanes tenían la misma disposición. instalación de una batería de 615 morteros superpesados y el cañón gigante 800 "Dora" en la vía férrea. Cuando comenzó la ofensiva, también estaban desplegando un gran número de tanques y aviones. El conjunto de las fuerzas alemanas dirigidas por Manstein, uno de los mejores generales alemanes, estaba compuesta por 204.000 hombres, 670 cañones del 76 al 420, 655 cañones antitanques, 720 morteros, 450 tanques y 600 aviones.
Para el bloqueo naval de Sebastopol, el enemigo envió a varios puertos de Crimea (AkMechet, Evpatoriya y Yalta) diecinueve torpederos, treinta lanchas patrulleras, ocho cazadores de submarinos y reunió 150 bombarderos especialmente entrenados para atacar los barcos. La mayoría de los torpederos estaban amarrados en Yalta y podían operar contra las principales líneas de comunicación que unían el mundo exterior con el campamento atrincherado en Sebastopol. El dispositivo alemán dificultó mucho el abastecimiento de la guarnición de la ciudad y obligó a utilizar gran parte de los barcos rápidos de la Flota del Mar Negro, así como un regimiento de aviones de transporte procedentes del frente del Cáucaso Norte. Incluso se utilizaron submarinos para transportar municiones, combustible y alimentos a Sebastopol.
El 2 de junio, Manstein lanzó un bombardeo aéreo junto con fuego de artillería que continuó durante cinco días; luego, en la mañana del 7 de junio, lanzó su infantería al ataque. El ataque principal se dirigió contra el sector Kamyshly-Belbek, en dirección al extremo oriental de la Bahía Norte, mientras que el ataque secundario se ejerció a lo largo de la carretera de Yalta. Los alemanes esperaban que estas dos acciones convergentes lograran dividir las fuerzas soviéticas, rodearlas y luego destruirlas pieza por pieza.
Estalló una lucha furiosa. La Luftwaffe llevó a cabo entre 600 y 1.000 incursiones diarias, mientras la artillería alemana bombardeaba continuamente las posiciones soviéticas. El primer día de la ofensiva, la Wehrmacht logró romper ligeramente las defensas soviéticas, pero sólo en un punto. Durante los días siguientes, los alemanes continuaron atacando implacablemente, a pesar de las numerosas bajas, pero la infantería, los marines, los artilleros y los equipos de mortero soviéticos se aferraron a sus posiciones de bloqueo. Manstein tuvo que admitir más tarde, en sus Memorias, que a pesar de los progresos realizados a costa de pérdidas muy importantes, a mediados de junio el destino de la ofensiva parecía pender de un hilo. El poder ofensivo de las fuerzas alemanas se vio notablemente debilitado, mientras que las tropas soviéticas todavía no mostraban
signos de debilitamiento. El alto mando alemán se vio obligado a reforzar los elementos que asediaban Sebastopol con la 45.ª división de infantería procedente de la península de Kerch y, durante la segunda quincena de junio, comenzó a trasladar determinadas unidades pertenecientes a diversas formaciones del XVII Ejército, que entonces estaba operando en el Donbass.