Перед плацдармами советских войск на южном берегу Сиваша противник в узких межозерных дефиле оборудовал две-три полосы. На Керченском полуострове на всю его 70-километровую глубину были построены четыре оборонительные полосы.
В оперативной глубине готовилась оборона на рубеже Саки, Сарабуз, Карасубазар, Старый Крым, Феодосия.
С момента сухопутной изоляции жизненно важное значение для немецко-румынской группировки приобрели морские коммуникации с Одессой и портами Румынии. Резко возросла интенсивность движения на трассе Севастополь—Констанца. Если в феврале здесь прошли 20 конвоев, то в марте — 44, а в апреле — 141. Их охрану обеспечивали германские легкие силы — 13 торпедных катеров, 30 охотников, 17 катеров-тральщиков, а также авиация. Румынский флот выделил четыре эсминца и три канонерские лодки. Кроме них, большую роль сыграли около 80 самоходных десантных барж и паромов, решавшие на театре широкий круг задач. Немцы в этот период по-прежнему господствовали на море, а рапорты советских подводников о десятках потопленных судов не производили на них никакого впечатления.
Одновременно с подготовкой к обороне полуострова штаб 17-й армии разрабатывал и план эвакуационных мероприятий под кодовым названием «Рудербот» (позднее — «Адлер»). В приказе Енеке, датированном 14 марта, говорилось: «Соотношение сил в Крыму в настоящий момент вынуждает командование подготовить эвакуацию Крыма морским и воздушным путем». Основная идея состояла в том, чтобы, используя многочисленные отсечные позиции, в течение шести-семи дней отвести войска в Севастопольский укрепленный район и в течение трех недель вывезти их морем.
Войска 4-го Украинского фронта начали наступление в 10.30 утра 8 апреля. Перед этим за пять суток тяжелая артиллерия разрушила значительную часть долговременных сооружений противника. Атаке предшествовала почти трехчасовая артиллерийская подготовка, проведенная по сложному и оригинальному графику. Сначала в течение 80 минут велся интенсивный огонь на уничтожение обнаруженных разведкой и наблюдением целей, затем был произведен мощный пятиминутный огневой удар по переднему краю из полутора тысяч стволов. На 86-й минуте артиллеристы произвели ложный перенос огня в глубину. Когда немецкая пехота выбралась из блиндажей в окопы для отражения предстоящей атаки, а их батареи открыли заградительный огонь, советская артиллерия вновь нанесла удар по переднему краю, а специально выделенные 50 батарей накрыли действующие огневые позиции противника. Затем огонь вновь был перенесен в глубину, а пехотинцы с криками «ура» подняли над окопами полторы тысячи чучел в касках, имитируя начало атаки. Немцы снова выскочили из блиндажей, готовясь ее отразить, но вместо атаки снова получили на головы сотни тонн металла. Наконец, вслед за перемещающимся огневым валом двинулись вперед стрелковые цепи.
Несмотря на это, прорыв развивался медленно. Значительная часть огневых средств, будучи хорошо укрытой, ожила. Хорошо укрепившийся противник оказывал ожесточенное сопротивление. Более половины советских танков сопровождения и самоходных установок подорвались на минных полях.
В полосе 51-й армии войска 1-го гвардейского стрелкового корпуса, наносившие главный удар, овладели лишь первой и местами второй траншеей. Более успешно действовал на «второстепенном» направлении и потому получивший меньше всех средств усиления 63-й стрелковый корпус генерала Кошевого, выбивший противника из всех трех траншей первой оборонительной позиции.
Результаты первого дня операции позволили выявить участки наиболее сильного сопротивления. Оценив обстановку, Толбухин дал указание усилить 63-й корпус, против которого действовала менее устойчивая, чем немецкие войска, 10-я румынская пехотная дивизия, 32-й гвардейской танковой бригадой, а также сосредоточить здесь основные усилия 2-й гвардейской артиллерийской дивизии прорыва 8-й воздушной армии.
В 11 часов 9 апреля после часовой артиллерийской подготовки войска 51-й армии возобновили наступление. Корпус Кошевого, отбив контратаки пехотного полка 111-й дивизии и 279-й бригады штурмовых орудий, введенных из резерва, продвинулся еще от 4 до 7 км. В итоге первых двух дней успех еще более обозначился в полосе 63-го стрелкового корпуса. Сюда командующий фронтом приказал дополнительно перебросить бригаду реактивной артиллерии М-31, а также подтянуть из резерва армии стрелковую дивизию. 10 апреля ударом пяти дивизий войска Кошевого выбили противника из межозерного дефиле, создав условия для ввода в прорыв 19-го танкового корпуса.
Напряженные бои шли в это время и на Перекопском перешейке. В течение первого дня дивизии 2-й гвардейской армии прорвали оборону на глубину до 3 км и овладели Армянском. Для развития успеха в ночь на 9 апреля начала вводиться 87-я гвардейская стрелковая дивизия.
К концу второго дня операции войска генерала Захарова полностью прорвали первую оборонительную полосу. Противник был вынужден начать отход на Ишуньские позиции. Успеху наступления войск 2-й гвардейской армии в значительной мере способствовали решительные действия армии Крейзера, а также высадка в тылу противника десанта в составе усиленного стрелкового батальона — 512 человек, 2 орудия, 6 минометов.
Утром 11 апреля 63-й стрелковый и 19-й танковый корпуса перешли в наступление. Они разгромили основные силы противостоящего противника и начали быстро продвигаться к Джанкою.
Успешное продвижение 51-й армии создало благоприятные условия для прорыва Ишуньских позиций, поскольку войска Крейзера частью сил выходили им в глубокий тыл. Однако 2-й гвардейской армии пришлось приложить большие усилия для разгрома врага на этих позициях. С этой целью части 87-й гвардейской стрелковой дивизии перед рассветом 12 апреля перешли вброд Каркинитский залив и к 6 часам утра ударили в тыл противнику в 1,5 км юго-западнее Красноперекопска. В это же время части 126-й стрелковой дивизии внезапно перешли вброд озеро Старое и в 6 часов утра овладели Красноперекопском. Другие соединения армии атаковали с фронта.
Прорыв советских корпусов в сторону Джанкоя предрешил участь и тех частей противника, которые еще удерживали позиции на Чонгарском полуострове. Действовавшие здесь части 19-й пехотной румынской дивизии были вынуждены начать поспешное отступление, которое вскоре превратилось в бегство.
К вечеру 11 апреля после ожесточенного боя Джанкой был взят. С овладением этим городом оборона противника в северной части Крыма рухнула окончательно. Немцы поспешно отступали к «линии Гнейзенау» в районе Симферополя.
Войска 4-го Украинского фронта перешли к преследованию: 2-я гвардейская армия — по западному берегу на Евпаторию, а 51-я и 19-й танковый корпус — в центральной части полуострова в общем направлении на Симферополь.
Выход советских войск в район Джанкоя поставил под угрозу пути отхода керченской группировки противника и тем создал благоприятные условия для наступления Отдельной Приморской армии. Опасаясь окружения, противник решил отвести войска с Керченского полуострова, но обеспечить скрытность не сумел. «Еременко сразу понял, что происходит. Известили не разведчики, а сами занервничавшие и зачастую уже недисциплинированные соединения. Некоторые румынские части, подразделения немецких Люфтваффе и Военно-морского флота пренебрегли приказами по сохранению секретности. Вместо соблюдения радиомолчания начались бесконечные переговоры. Румыны, а также немецкие морские артиллеристы бросились «использовать» свои боеприпасы, которые не могли забрать с собой; поджигали казармы и наблюдательные вышки, волокли фугасы на аэродром в Багерово. Штабы и командиры с яростью наблюдали за этим опасным разгулом, но справиться с ним не могли. В результате русские были предупреждены об отступлении фактически до того, как оно началось».
Обнаружив приготовления к отходу, армия Еременко в ночь на 11 апреля перешла в решительное наступление. Главные ее силы обошли с севера Керчь, а 16-й стрелковый корпус после тяжелых уличных боев к утру освободил город.
11 апреля развернулось преследование противника по всем направлениям. Казалось, немцам уже некуда деваться, сложившуюся ситуацию красноармейцы окрестили «фрицеловкой». Румыны действительно предпочитали сдаваться в плен. Немцы стягивались к Севастополю. Германское командование стремилось силами наиболее устойчивых частей прикрыть отход войск и эвакуацию военного имущества. Здесь опять повторяется интересная закономерность: когда советские войска не могут прорвать оборону противника, генералы красочно рассказывают о десятках вражеских танков, которые контратакуют и героически уничтожаются прямо возле их командных пунктов. Но вот все рубежи преодолены, враг бежит, а танки его как будто испаряются, их нет среди скрупулезно подсчитанных трофеев.
