Столкнувшись с серьезными потерями от ударов советской авиации по экономическим объектам на территории Румынии, германское командование было вынуждено скорректировать свои планы действий на южном крыле советско-германского фронта. 23 июля в дополнении к директиве ОКВ № 33 Гитлер указывал, что «первоочередной задачей основной массы пехотных дивизий [группы армий «Юг»] является овладение Украиной, Крымом и территорией России до Дона». В дополнениях к директиве № 34 от 12 августа 1941 г. он высказался более определенно: «Овладеть Крымом, который, будучи авиабазой противника, представляет особенно большую угрозу румынским нефтяным районам». 21 августа начальник штаба главного командования сухопутных войск вермахта (ОКХ) генерал Гальдер записал в свой военный дневник следующие указания Гитлера: «Важнейшей целью, которая должна быть достигнута еще до наступления зимы, является не захват Москвы, а: на юге – захват Крыма, индустриального и угольного Донецкого бассейна и нарушение подвоза русскими нефти с Кавказа; на севере – захват Ленинграда и соединение с финнами… Быстрый захват Крыма имеет наибольшее значение для надежного снабжения Германии нефтью, которое остается под угрозой, пока в Крыму находятся крупные воздушные силы русских».

После форсирования 31 августа Днепра войска 11-й немецкой армии генерала фон Шоберта (с 21 сентября командующим армией стал генерал Э. фон Манштейн) начали развивать наступление в направлении крымских перешейков. Когда в начале 20-х чисел сентября войска противника подошли к Перекопу, позиции там занимала одна-единственная 156-я советская дивизия. Все свои остальные 10 дивизий командующий 51-й отдельной армии генерал-полковник Ф. И. Кузнецов оставил в глубине полуострова или растянул вдоль его побережья для отражения возможных десантов. В результате в ходе упорных боев 24–26 сентября немцы смогли овладеть наиболее выгодными для обороны перекопскими позициями, но не смогли с ходу прорвать ишуньские в южной части перешейка.

Участие Черноморского флота в этих боях ограничилось выделением девяти артиллерийских батарей (34 орудия) и истребительной (т. н. Фрайдорфской) авиагруппы численностью около 85 машин для штурмовых действий. При этом стоит отметить, что еще 5 августа нарком ВМФ Н. Г. Кузнецов оперативно подчинил ЧФ командованию 51-й армии «в части защиты полуострова», но командующий флотом всячески противился привлечению морских частей к боевым действиям на суше, ссылаясь на то, что флот решает собственные задачи. С 15 сентября по 30 октября самолеты авиагруппы произвели 4563 вылета, в т. ч. 2323 на штурмовку войск противника. Согласно их докладам на земле было уничтожено 34 самолета, 46 единиц бронетехники, 344 автомобиля, 60 орудий и около 5,6 тыс. человек личного состава. За то же время авиагруппа потеряла 89 боевых самолетов, т. е. 100 % своего первоначального состава. Немцы признают значительный материальный и моральный ущерб от этих авиаударов, но в решающие дни боев над Перекопом, сосредоточив на данном направлении основные усилия 4-го авиакорпуса, противник без особого труда смог захватить господство в воздухе, что оказало значительное влияние на исход боев.

В начавшихся 18 октября боях на ишуньских позициях флот был представлен двумя отрядами (батальонами) морской пехоты и все той же Фрайдорфской авиагруппой, действия которой усиливали бомбардировщики 63-й авиабригады ВВС ЧФ. В ночь на 27 октября занятые немцами населенные пункты на Перекопе были обстреляны огнем подлодки С-31, выпустившей по врагу 79 100-мм снарядов. Смехотворность такой артподдержки впоследствии неоднократно отмечалась в документах, подписанных наркомом ВМФ Н. Г. Кузнецовым. В то же время решение Ставки ВГК создать командование войсками Крыма (командующий – заместитель наркома ВМФ вице-адмирал Г. И. Левченко), которому были бы подчинены ЧФ, Приморская и 51-я армии, состоялось лишь 22 октября и представляется явно запоздалым. Таким образом, ЧФ по сравнению с другими флотами дольше всех сохранял независимость от армейцев, но, что бы ни писали после войны морские историки, в тех конкретных условиях это имело гораздо больше отрицательных последствий, чем положительных.