Летчики эскадрильи были отправлены на аэродром Ейск, где в местном авиационном училище прошли курс переподготовки на Ил-2. В середине августа 46-я ошаэ, насчитывавшая шесть штурмовиков, была срочно переброшена на аэродром около поселка Бехтеры, на северном побережье Каркинитского залива. Морских целей для нее явно не хватало, и потому основной задачей эскадрильи стало нанесение ударов по частям 4-й румынской армии, начавшим штурм Одессы, которая к тому времени уже была полностью отрезана.
В том районе в воздухе господствовали Bf-109F из II./JG77, действовавшие с аэродрома Цебриково, в 88 километрах северо-восточнее Одессы, и каждый вылет был сопряжен со смертельной опасностью. 19 августа эскадрилья совершила первые боевые вылеты на Ил-2 и в тот же день лишилась своего командира майора Кравченко. Его место занял майор Карл Озолинь, но на следующий день и он был сбит и попал в плен.
В конце августа «горбатые» из 46-й ошаэ использовали в качестве взлетно-посадочной полосы одну из городских улиц. Эскадрилья и далее продолжала нести тяжелые потери в ходе боевых вылетов в район Одессы. Поэтому на штурмовки, помимо немногочисленных Ил-2, посылали допотопные бипланы И-5, И-15 и даже летающие лодки МБР-2. Так, около полудня 4 сентября для удара по аэродрому Заводское была направлена смешанная группа, включавшая шесть Илов, четыре И-16 из 8-го иап, а также десять И-153 и несколько Як-1. По возвращении пилоты отчитались о десяти уничтоженных на земле «Мессершмиттах». Но в то же время обратно не вернулись три самолета.
Затем 15 сентября эскадрилья перелетела на полевой аэродром около крымского города Джанкой. Там 46-я ошаэ вошла в состав так называемой «Фрайдорфской авиагруппы» ВВС ЧФ во главе с майором З. А. Душиным, которая наносила удары по немецким войскам на Перекопском перешейке.
22 сентября черноморская авиация провела налет на немецкий аэродром, располагавшийся около поселка Чаплинка. В нем снова участвовала целая коллекция самолетов: три Ил-2, четыре И-16, три И-15бис и три Як-1. Их сопровождали, уже в качестве истребителей, еще тринадцать «ишаков». Одновременно по аэродрому около поселка Аскания-Нова, находившегося в 28 километрах к северо-востоку, должны были нанести удар части ВВС 51-й армии, которые возглавлял полковник В. А. Судец.
Однако армейские летчики опоздали, а старые И-16 не смогли угнаться за «черными смертями» и потеряли их из виду. В итоге ударная группа потеряла семь машин: один Ил-2, шесть И-16 и один И-15бис. Тем не менее советские летчики смело доложили, что уничтожили на земле сразу одиннадцать бомбардировщиков Не-111. Однако немецкие данные этого не подтверждают.