На тех участках высадки, где баркасы из-за мелководья не могли подойти к береговой черте, матросы спрыгивали в воду и буксировали их вручную. Во многих местах морские пехотинцы, находясь в 100–115 метрах от берега, прыгали в море и с поднятым над головой оружием, по грудь в холодной осенней воде, шли к берегу; в вещмешках десантников вместо положенного трехдневного запаса продовольствия были двойные нормы патронов и гранат.
Большинство плавсредств подошло к берегу вплотную или на такое расстояние, которое позволяло десантникам безопасно высаживаться. С первыми десантниками на берег вышли корректировочные посты с крейсеров и эсминца «Бойкий». Заняв позиции на плацдарме и установив связь с кораблями по радио, они начали корректировку их огня. Преодолев проволочные заграждения, морские пехотинцы опрокинули румын и ворвались в Григорьевку. В окрестностях села они стремительной атакой захватили находившуюся там румынскую батарею и вскоре открыли из ее орудий огонь по противнику.
Доставив на берег десантников первого броска, корабельные плавсредства вернулись к крейсерам и приняли с них новую волну десанта. К моменту подхода отрядов кораблей высадочных средств и огневой поддержки из Одессы к району высадки баркасы и шлюпки с крейсеров перевезли на берег несколько сотен десантников, которые, захватив плацдарм, начали наступление в сторону линии фронта Одесского оборонительного района, то есть в общем направлении на запад и юго-запад.
Практически одновременно с началом высадки морского десанта, в 1 час 30 минут 22 сентября, с самолета типа ТБ-3, в глубине побережья тылу противника, в районе деревни Шицли была высажен воздушный десант в составе 23 парашютистов из флотского отряда специального назначения, который после нескольких часов боя соединился с морским десантом.
К 2 часам 22 сентября первая волна морского десанта (в которой находились и артиллерийские корректировочные посты с крейсеров) высадилась на берег, после чего корабли перенесли огонь вглубь территории.
В 2 часа 40 минут к месту высадки, к крейсерам, подошла из Одессы канонерская лодка «Красная Грузия» и, приняв на свой борт оставшихся десантников, доставила их на берег.
В 4 часа 4 минуты, высадив всех имевшихся на их борту десантников, крейсеры ушли в Севастополь, чтобы до наступления рассвета покинуть зону действия авиации противника. В это время к двум эсминцам, продолжавшим обстрел берега, присоединился еще один.
В 5 часов утра 22 сентября, оставив один батальон для охраны захваченного на побережье плацдарма, 3-й полк морской пехоты силами остальных двух батальонов начал продвижение вглубь территории противника. Вскоре десантники захватили позиции тяжелых артиллерийских батарей, которые до этого вели огонь по порту и городу. Румынские орудия были частично захвачены (четыре французских дальнобойных орудия калибра 155 мм), частично уничтожены.