В период обороны Кавказа основные усилия авиации флота направлялись на содействие сухопутным войскам на Дону, Кубани, под Новороссийском и Туапсе, на горных перевалах, а также на удары по портам, железнодорожным станциям, аэродромам в Крыму и на побережье Азовского моря. Боевые действия ВВС флота на морских коммуникациях противника развернулись только после директивы наркома ВМФ от 26 сентября 1942 г.

Рост удельного веса боевых действий ВВС ЧФ на морских сообщениях можно проследить по следующим данным: с 22 августа по 22 сентября для действий на сообщениях противника авиация флота сделала 249 самолето-вылетов, что составило 2,1 % от всех вылетов, произведенных за это время; с 22 сентября по 22 октября — 138 самолето-вылетов, но это уже составило 9 % от всех вылетов за это время; с 22 октября по 22 ноября — 183 самолето-вылета, что составило 13,5 % от вылетов, произведенных за это время.

ВВС флота в основном действовали на ближних участках морских сообщений противника — от Севастополя до Анапы. Дальние участки, проходившие у побережья Болгарии и Румынии к Одессе, Николаеву и Херсону, воздействию авиации флота во втором полугодии 1942 г. почти не подвергались из-за недостаточного радиуса действия наших бомбардировщиков и торпедоносцев с кавказских аэродромов. Западнее меридиана мыса Херсонес действовала только разведывательная авиация и несколько торпедоносцев методом «свободная охота». Однако отсутствие на самолетах радиолокации, недостаток в подготовленных к ночным полетам экипажах делали ее малоэффективной. Фактически морские сообщения в западной части театра разведывались от случая к случаю, что отрицательно сказывалось на действиях подлодок и надводных кораблей флота.

По состоянию на 22 июля 1942 г. в ВВС Черноморского флота числилось исправными (неисправными) 230 (112) машин, в том числе: ударных Ил-4 — 11(1), разведывательных Ил-4 — 2 (1), СБ — 7 (2), ударных Пе-2 — 6 (3), разведывательных Пе-2 — 1 (2), Ил-2 — 20 (11), Як-1 — 16 (4), Миг-3 — 4 (7), ЛаГГ-3 — 27 (16), И-16 и И-15 — 35 (9), МБР-2 — 36(9).

Для действий по портам Севастополь, Балаклава, Ялта и Феодосия чаще всего использовались самолеты 5-го гвардейского и 36-го минно-торпедного авиационных полков, вооруженных самолетами Ил-4. На 30 октября 5-й авиаполк, базировавшийся на Гудауты, имел в своем составе семь неисправных самолетов Ил-4. 36-й авиаполк входил в состав Отдельной морской авиационной группы и базировался па аэродромы Бабушеры, Алахадзе и Адлер, в его составе на 30 октября имелось одиннадцать Ил-4. На 30 сентября 1942 г. 18-й штурмовой авиаполк, базировавшийся на Лазаревскую и Рухи, состоял из восьми самолетов Ил-2; 47-й штурмовой авиаполк, базировавшийся на Алахадзе, Нестеровская и Миха-Цхакая, имел 16 самолетов Ил-2; 40-й бомбардировочный авиаполк, базировавшийся на Алахадзе, состоял из восьми самолетов Пе-2 и пяти самолетов СБ; 119-й разведывательный авиаполк, базировавшийся на Геленджик и Поти, имел 28 самолетов МБР-2.

Как мы видим, ударные возможности ВВС флота к осени 1942 г. оказались очень ограниченными. По заданию командования флота самолеты наносили бомбовые удары по портам Крыма и осуществляли поиск судов противника на морских сообщениях, проходивших вдоль Крымского побережья. Основным способом действий самолетов-торпедоносцев на морских сообщениях являлась «свободная охота» — крейсерские полеты одиночных или пар самолетов и ночные постановки мин. Для действий на морских сообщениях, проходивших от Феодосии вдоль южного берега Керченского полуострова, в Керченском проливе и у побережья Северного Кавказа, использовались самолеты-штурмовики (18-й и 47-й авиационные полки) и бомбардировщики (40-й бомбардировочный и 119-й авиационные полки). Их численность составляла менее половины штатного состава, а в иные месяцы снижалась до 5–6 самолетов в полку. В связи с широким привлечением авиации флота для действий на сухопутном направлении число самолето-вылетов этих частей для ударов по морским сообщениям оставалось весьма незначительным.

Штурмовики действовали с аэродрома Геленджик небольшими группами по 3–6 самолетов Ил-2 под прикрытием самолетов-истребителей. Бомбардировщики наносили удары как в дневное, так и в ночное время одиночно и небольшими группами по два-три самолета. Удары наносились по плавсредствам в портах Севастополь, Балаклава, Ялта, Феодосия, Керчь, Тамань, Сенная, Темрюк, Анапа и на переходе противника морем. Вылеты осуществлялись по данным воздушной разведки.

По указанию командования ВМФ авиация флота с середины сентября каждый раз, как только позволяла погода, наносила дневные и ночные бомбовые удары по портам и транспортным средствам в Керченском проливе, стремясь нарушить переправу войск и грузов на Таманский полуостров. Всего за период с 17 сентября по 14 декабря 1942 г. произвели 348 самолето-вылетов по портовым сооружениям и плавсредствам противника в Керчи, Тамани, Сенной и Темрюке.

В целом с июля по декабрь 1942 г. авиация флота произвела свыше 1450 самолето-вылетов для ударов по базам, конвоям и транспортным средствам противника в море. В частности, 9 сентября Ил-4 5-го гвардейского минно-торпедного и 36-го дальнего бомбардировочного авиаполков потопили в Ялте германские MFR F-125 и F-134, а также итальянские торпедные катера MAS-571 и MAS-573. В ходе другого налета советская авиация потопила 18 сентября в Балаклаве катер MFK «Deutschland» и MFRF-533.

Кроме того, с мая по октябрь 1942 г. минно-торпедная авиация флота совершила 47 самолето-вылетов на постановку мин, выставив 27 якорных АМГ и 18 донных А-1—4. Все мины были выставлены в районе Феодосии, Керченского пролива и в Азовском море. Исключение составили шесть донных мин, сброшенных над Севастопольскими бухтами 5 июля.

В 1943 г. наряду с подводными лодками на коммуникациях противника действовала 63-я авиационная бригада ВВС ЧФ, преобразованная во второй половине года в 1-ю минно-торпедную авиационную дивизию. В начале года в составе 63-й авиационной бригады находилось всего 15 самолетов Ил-4 и три Пе-2. В первом квартале на флот поступило Ил-4 — 14, Пе-2 — 15 и DB-7B «Бостон» — 34. С учетом потерь и пополнений среднее количество самолетов во втором и третьем кварталах 1943 г. в 1-й минно-торпедной авиадивизии поддерживалось на уровне: Ил-4 — 30, Пе-2 — 20, DB-7B «Бостон» —15–16 и A-20G — 6.

Базировалась авиационная бригада вначале на аэродромы Гудауты, Бабушеры, Кобулети и Алахадзе. В феврале часть, а в течение лета 1943 г. и все остальные самолеты минно-торпедной авиадивизии перебазировали на аэродром Геленджик-2. Но даже в этих условиях полет на дальние коммуникации противника занимал от 2,5 до 6 часов. Поэтому удары по судам противника в море и в базах западнее меридиана Севастополь могли наносить только самолеты-бомбардировщики и торпедоносцы Ил-4 5-го авиаполка и самолеты DB-7B «Бостон» 36-го авиаполка. Действия самолетов Пе-2 40-го авиаполка ограничивались по дальности лишь Севастополем. Кроме этого на флоте отсутствовали истребители дальнего действия, способные прикрывать ударные самолеты на дальних коммуникациях противника. В отдельных случаях командование ВВС ЧФ использовало для этих целей самолеты A-20G. Однако по своим тактическим и летным характеристикам они не могли успешно решать задачи самолетов прикрытия.

Удаленность морских сообщений и их большая растянутость приводили к большому расходу средств на воздушную разведку. Так, например, в течение сентября на воздушную разведку выполнили 1005 самолето-вылетов, что составляло более 20 % от всех самолето-вылетов, произведенных ВВС ЧФ за это время. Во второй половине сентября на воздушную разведку ежедневно вылетало от 7 до 24 самолетов. Однако отсутствие на флоте качественных специализированных самолетов-разведчиков делало авиационную разведку крайне малоэффективной: растрачиваемый ресурс вылетов никоим образом не соответствовал объему и достоверности полученной развединформации.