В советских частях имелось всего 303 орудия, 2 действующих танка и 19 исправных самолетов. Несмотря на то что у защитников Одессы практически не было бронетехники, попытки немецких и румынских войск захватить город были отбиты. Боец истребительного батальона Ворошиловского района Одессы О.А. Киселевич вспоминал: «Большинство не умело даже нормально стрелять из винтовки… Нас переодели в красноармейскую форму выдали винтовки – «трехлинейки», каски, сухой паек, фляги, саперные лопатки и маршем отправили на передовую. Ночью пришли куда-то, получили приказ окопаться, а утром услышали свист мин, начался минометный и артиллерийский обстрел. Румыны пошли в атаку, мы стреляли по ним, румыны отходили назад. Так прошли первые два дня на передовой. Через день патроны оказались на исходе, нас никто ничем не снабжал, будто нас просто забыли. И снова румыны полезли в атаку, отбивать которую было фактически нечем, но, на наше счастье, сзади нас поддержали своим огнем 45-мм орудия»."
"Тем не менее в румынской 1-я танковой дивизии из 105 легких танков Skoda R-2 первоначального состава к 20 августа в строю оставалось всего 20 этих бронемашин. В конце сентября Приморская армия готовилась к зимним боям, укрепляла оборонительные рубежи. Однако 30 сентября из Ставки Верховного Главнокомандования поступила директива: «Храбро и честно выполнившим свою задачу бойцам и командирам в кратчайший срок эвакуировать войска Одесского оборонительного района на Крымский полуостров». Причиной этого неожиданного приказа послужили события, развернувшиеся в Крыму.
Поначалу Крымский полуостров никак не фигурировал в плане агрессии против Советского Союза «Барбаросса». Однако активность ВВС Красной Армии, наносивших регулярные удары по нефтепромыслам в Румынии, вскоре заставила немецкое командование обратить на Крым самое пристальное внимание. 23 июля 1941 года в дополнении к директиве Верховного главнокомандования Вермахта № 33 Гитлер указывал, что «первоочередной задачей является овладение Украиной, Крымом». В дополнении к директиве № 34 от 12 августа того же года он высказался более определенно: «Овладеть Крымом, который, будучи авиабазой противника, представляет собой большую угрозу румынским нефтяным районам». Советские летчики внесли свой вклад в срыв операции «Барбаросса», заставив фюрера перенацелить часть сил группы армий «Юг» на Крым.
30-31 августа 11-й армией Шоберта был захвачен плацдарм на Днепре у Берислава (Каховки). В начале сентября плацдарм был расширен, и с него развилось наступление немцев в направлении Крыма. Поворот основных сил немцев в Крым создал благоприятную обстановку для нанесения контрудара во фланг.