Немецким командованием было принято решение об отводе войск в ночь на 9 апреля с Перекопского перешейка на Ишуньские позиции. Однако наступление 51-й армии создало угрозу окружения оборонявшихся здесь частей, и уже 10 апреля они начали отходить с Ишуньских позиций. Утром 11 апреля в полосе 51-й армии был введен в прорыв 19-й танковый корпус, который начал преследование отступающего противника и в тот же день освободил город Джанкой, лишив тем самым немцев важного узла коммуникаций, связывающего между собой северную, южную и восточную части Крыма. Для преследования противника на других участках были выделены подвижные отряды из состава общевойсковых соединений.
Ситуация для 17-й армии складывалась критическая. Пытаясь спасти положение, немецкое командование начало переброску сил с Керченского полуострова. Именно такие действия немцев предвидело советское командование. В ночь на 11 апреля 1944 года войска Отдельной Приморской армии перешли в наступление, которое проводилось в тесном взаимодействии с войсками 4-го Украинского фронта.
Стремительное наступление в ночное время войск армии под командованием генерала А. И. Еременко стало полной неожиданностью для противника. Его оборона была прорвана, и уже к 6 часам утра 11 апреля советские войска овладели городом Керчь — важным опорным пунктом на восточном побережье Крыма. V армейский корпус генерала пехоты Карла Альмендингера начал поспешное отступление с Керченского полуострова в западном направлении.
Двенадцатого апреля части и соединения 4-го Украинского фронта и Отдельной Приморской армии начали решительное преследование немецких войск, отходивших по двум основным направлениям к Севастополю. 13 апреля противник был выбит из Евпатории и Симферополя, прикрывавших пути к портам южного побережья Крыма. На следующий день были освобождены Бахчисарай, Алушта и Судак. 15 апреля подвижные части советских войск подошли к внешнему оборонительному обводу противника под Севастополем. 16 апреля была освобождена Ялта, и войска Отдельной Приморской армии устремились к Севастополю. Таким образом, за шесть — восемь суток советские войска, преследуя противника, прошли с боями около 250 км от Перекопа до Севастополя и завязали бой на подступах к городу.
Во время преследования противника большую роль сыграла авиация 8-й и 4-й воздушных армий. Советские бомбардировщики, истребители и штурмовики наносили массированные удары по отходившим немецким войскам, транспортным средствам врага, узлам шоссейных и железных дорог, а также вели непрерывную разведку, чем способствовали быстрому продвижению войск 4-го Украинского фронта и Отдельной Приморской армии.