Оперативное ядро бадаевской организации составили одесские чекисты: оперативный уполномоченный Т. И. Межигурская (в подполье ее звали «Тамара-первая», «Тамара-меньшая») стала связной командира отряда, оперативный работник П. И. Балонин руководил разведкой на железнодорожном транспорте и, как отмечается в документах румынской сигуранцы, «являлся одним из наиболее опасных сотрудников Бадаева по линии шпионской деятельности». Вместе с Балониным для связи с наземным отрядом, сформированным в основном для разведывательных действий в районе Одессы, Молодцов оставил П. Г. Шевченко; помощник коменданта УНКВД и инструктор стрелкового дела И. Н. Петренко в катакомбах стал командиром отделения и главным специалистом по самодельным минам; без его участия не обходилась ни одна подрывная операция. Вступили в ряды подпольщиков сотрудники различных служб управления НКВД: комсомольцы Иван Неизвестный (работал радистом отряда), Даниил Шендерг, Иван Гринченко, Харитон Лейбенцун.
Бойцами и разведчиками в отряд Молодцова вступали жители Одессы и ее пригородов. Как и чекисты, они добровольно оставались в тылу врага, были едины в своей ненависти к захватчикам и в стремлении освободить от чужеземной нечисти родную землю. Так, например, в отряд пришли И. И. Иванов — механик с парохода «Красный Профинтерн» (он стал в отряде командиром отделения подрывников) и его жена Г. П. Марцышек (ставшая связной командира отряда), старший шахтер из села Нерубайского И. Г. Гаркуша (подземный проводник отряда), братья Яков и Алексей Гордиенко. Яков (в отряде — «Яшуня») был связным Молодцова и командиром молодежной разведывательной десятки. Алексей выполнял функции разведчика. Молодым разведчиком был и Саша Чиков. 12 сентября 1941 года Молодцов, разговаривая с Москвой, сообщил, что для разведки и связи он подобрал замечательных юношей — он имел тогда в виду именно Якова и Алексея Гордиенко и Сашу Чикова. Связной у Молодцова была также комсомолка Тамара Шестакова (в подполье — «Тамара-большая», «Тамара-вторая»). Тамара Шестакова окончила медицинский техникум в Туапсе и имела специальность медсестры. В Одессу она прибыла вместе с группой запорожских партизан-чекистов. Разведчиков-рыбаков на Большом Фонтане возглавил Г. Н. Шилин. Хозяйкой большефонтанской конспиративной квартиры бадаевцев (ул. Панченко, дом № 4) стала рыбачка К. В. Булавина («тетя Ксюта»); она же заведовала складом, где были спрятаны 25 винтовок, 4 ящика взрывчатки, 5 ящиков патронов.
Сначала в бадаевской организации было 75—80 человек. Основные силы, предназначенные для ведения партизанских действий, сосредоточились в пригородных катакомбах около Хаджибеевского лимана — в районе сел Нерубайское, Усатово, Куяльник, Фомина Балка. Катакомбы имели сотни выходов, расстояние между ними доходило до 15 километров. Здесь же, в карьере № 4, разместился командный пункт Молодцова. База была заранее подготовлена в боевом и в других отношениях и обеспечена надежной радиосвязью с Москвой. Еще в августовские и сентябрьские дни, когда 4-я румынская армия и немецкие части, истекая кровью, все же продолжали ожесточенно атаковать оборонительные рубежи Одессы, катакомбы расчищались от завалов. Позднее туда было доставлено оружие, включая пулеметы, запасы продовольствия на 5—6 месяцев, литература, взрывчатка, необходимое в условиях подземелья «коммунальное» оборудование. В Одессе, «наверху», были оставлены пять-шесть небольших, хорошо вооруженных разведывательно-боевых групп, из пяти — семи человек каждая. Они были сведены в «верховой», или городской, отряд организации Молодцова, имевший свои боесклады и конспиративные квартиры.