Зенитные артиллерийские системы и технические средства, находившиеся на вооружении войск Южной зоны ПВО к 22 июня 1941 года: 1 — 37-мм зенитное орудие обр. 1939 г.; 2 — 76-мм зенитное орудие обр. 1938 г.; 3 — 85-мм зенитное орудие обр. 1939 г.; 4 — 12,7-мм крупнокалиберный пулемет ДШК; 5 — счетверенная зенитная установка «Максим»; 6 — звукоулавливатель самолетов ЗТ-2; 7 — радиолокационная станция РУС-1
Для прикрытия своих частей от ударов с воздуха сухопутные соединения имели отдельные зенитно-артиллерийские дивизионы, которые в состав зоны ПВО не входили.
Состав сил и средств ПВО, входивших в соединения РККА
| Соединения | Зенитные части | Средства ПВО |
| 37-мм зенитные орудия | 76-мм* зенитные орудия | зенитные пулеметы | комплекс зенитного пулемета | Всего |
| Стрелковый корпус | озадн | — | 24 | 6 | 6 | 36 |
| Стрелковая дивизия | озадн | 8 | 4 | — | 1 | 13 |
| Кавалерийская дивизия | озадн | 12 | 8 | — | — | 20 |
| Моторизованная дивизия | озадн | 8 | 4 | — | 6 | 18 |
| Танковая дивизия | озадн | 12 | — | 6 | 6 | 24 |
* Или 85-мм орудия.
По своим боевым возможностям зенитно-артиллерийский дивизион был способен прикрыть войска двухслойным огнем на площади 2 км по фронту и 2,5 км в глубину. В штате стрелкового полка находилась и зенитно-пулеметная рота, имевшая на вооружении несколько зенитных и счетверенных пулеметов. Таким образом, в составе стрелковой дивизии, кроме вооружения отдельного зенитно-артиллерийского дивизиона, должно было насчитываться 9 крупнокалиберных пулеметов и 24 счетверенные зенитные установки. Но надежно прикрыть свои войска от ударов с воздуха зенитно-артиллерийские части могли, так как фактическое количество имевшегося в их составе вооружения явно не соответствовало полагавшемуся штату. Да и существовавшая система службы ВНОС не обеспечивала своевременного оповещения об угрозе налета противника со стороны Черного моря.
Зенитно-артиллерийские части зоны ПВО, как и войсковые, к началу войны не успели закончить свое переформирование и были недостаточно укомплектованы личным составом, материальной частью, инженерным и автотранспортным имуществом, средствами связи. Их боевая готовность снижалась из-за недостатка малокалиберной зенитной артиллерии и новейших средств обнаружения воздушного противника.
Недостатки были и в руководстве этим родом войск. Маршал Советского Союза Н. Н. Воронов (в июне 1941 года — начальник ГУ ПВО РККА) вспоминал: «Система управления войсками противовоздушной обороны была весьма нестройной: так, например, вся служба ВНОС находилась в ведении Главного штаба ПВО, а все активные средства ПВО подчинялись командующему военным округом» [32].
Для усиления прикрытия с воздуха в армии с момента объявления мобилизации предусматривалось дополнительно включить 2–5 зенитно-артиллерийских дивизионов. Вместе с активной огневой противовоздушной обороной были предусмотрены и другие мероприятия по защите войск от воздушного нападения. В проекте Полевого устава ПУ-41 отмечалось: «Непрерывное наблюдение за воздухом, постоянная готовность огневых средств к отражению воздушного противника, расчленение, рассредоточение и маскировка, устройство укрытий должны быть обычными мероприятиями войск и тылов в любой обстановке».
Некоторые зенитные части ПВО Одесского округа с 7 мая по 5 июня 1941 года отработали боевые стрельбы на Аккерманском артиллерийском полигоне, а вот оставшиеся должны были отстреляться в период с 10 июля по 5 сентября [33], но это им предстояло делать уже в боевых условиях.
Инженерные войскаокруга к началу войны были представлены армейскими инженерными частями (7-й понтонно-мостовой и 8-й инженерный полки, 16-й и 82-й отдельные инженерные, 121-й моторизованный инженерный, 35-й и 37-й понтонно-мостовые батальоны, 18-я и 26-я отдельные маскировочные и 54-я гидротехническая роты) и инженерными подразделениями, входившими в состав корпусов и дивизий. В их задачи входили прокладка путей, строительство дорог и мостов, устройство искусственных заграждений всех видов, уничтожение заграждений противника, наведение переправ, минирование и разрушение военных объектов, строительство фортификационных сооружений, маскировка войск и объектов.
В состав 82-го инженерного батальона входил отдельный радиотехнический взвод (командир — лейтенант Лех), предназначенный для подрыва на расстоянии заранее заложенных фугасов воздействием радиоволны [34].
С апреля 1941 года инженерные войска Красной армии (в том числе и Одесского округа) стали переходить на полковую организационную структуру общей численностью около 1000 человек, включавшую два инженерных и один технический батальоны, подразделения обеспечения и обслуживания. К началу войны инженерные части округа еще находились в стадии переформирования и не были надлежащим образом обеспечены личным составом, инженерным и специальным имуществом, что сильно затрудняло оборонное строительство и устройство заграждений. Генерал Черевиченко, обращаясь в Генеральный штаб, просил выделить для округа: 2 000 000 противотанковых мин, 20 000 мин замедленного действия, 200 000 дорожных фугасов, 1000 т дробящих взрывчатых веществ, 1560 т малозаметных препятствий, 11 250 т колючей проволоки [35].
Но сил и средств у страны для одновременного проведения такого большого количества оборонительных мероприятий на всех границах не было, решение этого вопроса было отложено да некоторое мирное время, которое так и не наступило.
В составе ОдВО находились и подразделения противохимической обороны, которые к началу боевых действий имели довольно стройную организационную структуру. В корпусах химическая защита возлагалась на роты противохимической обороны, в дивизиях — на дегазационные роты, в полках — на взводы противохимической обороны. В непосредственном подчинении округа находились 32-й отдельный батальон противохимической защиты (укомплектованность около 50 %) и 34-й дегазационный батальон (укомплектован на 75 % и имел около 70 % положенной по штату материальной части). Руководство всеми этими силами осуществлялось соответствующими начальниками химической службы.