Бои в районе Каховского плацдарма, продолжавшиеся с 1 по 11 сентября 1941 года, носили довольно ожесточенный характер и завершились неудачно для советского командования. Известно, что за период с 1 по 11 сентября 9-я армия потеряла 24,7 тысяч человек, из них около 50 % убитыми и ранеными. Остальные (около 13 тысяч!!!) пропали без вести. При этом нужно учесть, что за указанное время на усиление армия получила более 13,3 тысяч человек.
Боевые действия войск 9-й армии с воздуха прикрывались непосредственно подчиненной армии 20-й авиационной дивизией, а также силами авиации фронта (две авиационные дивизии и ночной бомбардировочный полк). Кроме того, командующий фронтом имел возможность направить в полосу 9-й армии авиацию из соседних армий. Но, как свидетельствуют документы, советская авиация ограничилась ударами по переднему краю противника и воздушными боями с его истребителями, но практически не использовалась для ударов по вражеским тылам, где происходила основная перегруппировка немецких войск. Это объяснялось тем, что информация о перегруппировках противника в штабы армии и фронта поступала нерегулярно и с большим опозданием. Воздушные удары по переправам и другим важным целям также были малоэффективными ввиду отсутствия прицельного бомбометания и пикировщиков.
В результате успешного наступления противника 11 сентября в районе Новой Каменки фронт 9-й армии оказался прорванным, а части левофланговых 51-й и 74-й стрелковых дивизий отрезанными от основных сил армии. В тяжелом положении оказались и остальные соединения армии. Неся большие потери, соединения 9-й армии начали отходить в восточном направлении. К 15 сентября они отошли на новый рубеж, в результате чего оборонявшаяся в Крыму 51-я армия оказалась фактически оторванной от основной группировки войск Южного фронта.
К тому времени обстановка на южном крыле советско-германского фронта сложилась не в пользу советской стороны. Произошел разгром войск Юго-Западного фронта в районе Киева. Было проиграно сражение в районе Каховки. На приморском направлении немецкие войска, потеснив войска 9-й армии Южного фронта и глубоко охватив Одесский оборонительный район с северо-востока, вышли к Крымскому перешейку и готовились начать штурм Перекопа. На повестку дня стали оборона Донецкого промышленного района и Крыма с главной базой Черноморского флота – городом Севастополем. Ради этого советское Верховное Главнокомандование 30 сентября приняло решение об эвакуации Одессы и переброске войск Одесского оборонительного района в Крым для усиления его обороны.