На переходе морем отряды ориентировались по ведущим и контрольным створам. Командир высадки десанта контр-адмирал Г. Н. Холостяков, находясь на своем командном пункте, расположенном на мысе Дооб, всегда точно знал, в каком месте находятся и с какой скоростью движутся десантные отряды. В связи с задержкой погрузки и на переходе в море третьего десантного отряда контр-адмирал Холостяков перенес время его высадки с 2 часов 15 минут на 3 часа 10 сентября. Благодаря надежной связи это решение своевременно было доведено до командиров подразделений десанта и позволило им более организованно провести посадку на суда.
Чтобы отвлечь внимание противника от катеров с десантом, самолеты на небольших высотах летали над Цемесской бухтой и над линией фронта, заглушая шумом своих моторов шум моторов катеров и тем самым отвлекая внимание вражеских наблюдателей на себя. Одновременно наша авиация нанесла бомбардировочные удары по Новороссийску и Кирилловке с целью уничтожения штабов, узлов связи и огневых точек противника. Возникшие при этом пожары помогли ориентироваться кораблям с десантом, подходившим в район развертывания для высадки.
При переходе десант обнаружен не был. Гитлеровцы обстреливали район Кабардинки и освещали передний край нашей обороны на Мысхако и в районе Южная Озерейка.
В 2 часа 44 минуты 10 сентября 1943 года десантные отряды подошли к исходной линии. В этот момент около тысячи орудий начали артиллерийскую подготовку высадки десанта. Гитлеровцы были застигнуты врасплох, но вскоре, оправившись, открыли ответный огонь из 40 артиллерийских батарей и большого числа шестиствольных минометов Вся Цемесская бухта покрылась всплесками падающих снарядов и мин. В городе возникли многочисленные пожары, дым которых закрыл всю акваторию порта. О том, насколько сильным было наше артиллерийское воздействие на противника, можно судить по показанию захваченного десантниками в плен солдата 16-й немецкой портовой команды Кубица. "В ночь высадки десанта, - заявил он, - я был на молу. Было плохо видно. Мы заметили в море какие-то зеленые и красные огоньки, затем начался настоящий ад: стала бить ваша артиллерия, появились самолеты. Мы растерялись... Я убежал в помещение, залез под койку и, когда услышал русскую речь, сдался в плен".
Вслед за артиллерийской подготовкой огневые точки на молах, боковое заграждение и укрепления противника у уреза воды в районе мыса Любви и восточного мола были атакованы торпедами с катеров группы прорыва капитана 2 ранга В. Т. Проценко. Вслед за ними начала действовать группа атаки берега, которой командовал капитан 3 ранга Г. Д. Дьяченко. В 2 часа 48 минут с Катеров этой группы было выпущено 24 торпеды по определенным им целям. Катерами обеих групп на берегу Цемесской бухты и на молах было уничтожено восемь и повреждено пять долговременных огневых сооружений, что значительно ослабило вражескую оборону и облегчило подход к берегу катеров с десантом.
В 2 часа 50 минут группа рейдовых катеров ринулась к бонам и высадила автоматчиков на головы западного и восточного молов. Автоматчики уничтожили боно-сетевое заграждение, очистили молы от противника и в 3 часа дали сигнал: "Проход в порт открыт!" По этому сигналу группа атаки порта начала прорываться в порт. На пути катеров встала сплошная стена огня. Это был критический момент. Однако, не колеблясь ни секунды, капитан-лейтенант Африканов вошел в проход, и за ним устремились сквозь вражеский огонь остальные катера. Как было предусмотрено планом, катера Африканова нанесли торпедные удары по укреплениям противника на пристанях, уничтожив значительное число дотов, дзотов и других огневых точек, расположенных непосредственно у уреза воды.
Верные своей клятве, катерники бились, не жалея жизни. Сам Африканов бросался в самые опасные места, его катер непрестанно ходил вдоль берега, поливая гитлеровцев пулеметным огнем. Раненный в грудь командир торпедного катера старший лейтенант Смирнов не свернул с боевого курса. Четыре тяжелые раны получил другой командир торпедного катера - старший лейтенант Майстерович, который истекал кровью, но выполнил приказ до конца.
В результате торпедной атаки было уничтожено 11 дотов, 8 дзотов и один прожектор, повреждено 5 дотов и 4 дзота, что значительно облегчило высадку десанта.
К 3 часам советская артиллерия перенесла огонь в глубину обороны врага, и десантные отряды начали двигаться к местам высадки. Суда проходили в Новороссийский порт через узкий 80-метровый простреливаемый десятками артиллерийских и минометных батарей противника проход между молами. Каждый десантник понимал, что только через эти "ворота смерти" лежит путь к победе: удар с моря дезорганизовывал оборону врага.
Первым прорвался в порт второй десантный отряд и начал высадку на побережье, Элеваторную, Лесную, Нефтеналивную и Старо-Пассажирскую пристани 393-го отдельного батальона морской пехоты (800 бойцов и офицеров, 11 минометов, 40 противотанковых ружей и 42 пулемета). При подходе к месту высадки "СKA-081" (брейд-вымпел командира второго десантного отряда) был сильно поврежден. Вода стала заливать кормовые отсеки. Несмотря на это, командир катера коммунист старший лейтенант Флейшер повел на максимальной скорости полузатопленный катер к берегу и высадил десантников во главе с их командиром капитан-лейтенантом В. А. Ботылевым на берег. Только после этого, стоя по грудь в воде, под непрерывным вражеским огнем матросы заделали пробоины и катер смог вернуться в базу.
Почти одновременно со вторым десантный отрядом в порт вошли суда первой группы первого десантного отряда, которые вел капитан 3 ранга Н И. Сипягин. Подавляя огневые точки врага, катера подошли в район Каботажная - пристань Холодильник и начали высадку десанта.
Во время высадки осколком мины был сбит с ног комендор "СКА-064" старший краснофлотец коммунист Федчук. Он немедленно поднялся на ноги и встал к пушке. Вскоре его ранило вторично. Федчук продолжал стрелять. Наконец разрывная пуля раздробила ему челюсть, но это не заставило героя прекратить огонь.
Вторая и третья группы первого отряда высаживали части 255-й бригады морской пехоты в районе мыса Любви - основание западного мола. Противник оказывал здесь ожесточенное сопротивление, однако черноморцам удалось высадить около 1500 десантников. Всего же первый отряд высадил около 2 тысяч человек, потеряв сторожевой катер, восемь мотобарказов и мотоботов и два катера-тральщика.
Третий отряд прорвался в порт в 3 часа 20 минут и высадил десант в районе Импортный пирс - основание восточного мола. Несмотря на сильное противодействие противника, на берег в течение двадцати минут было высажено более 1200 бойцов с техникой. Во время высадки сторожевой катер, на котором находились командир десантного отряда и командир десанта, загорелся в результате прямого попадания мин. Тогда парторг катера главный старшина Голофеев под ураганным обстрелом противника вплавь добрался до берега, взял мотобот и привел его на помощь катеру. Едва десантники и личный состав катера перешли на мотобот, катер взорвался.
После высадки первого эшелона десанта (около 4 тысяч человек) корабли Черноморского флота произвели 10 и 11 сентября высадку второго эшелона (около 3 тысяч человек) на участках высадок второго и третьего десантных отрядов. Одновременная высадка на широком фронте распылила силы гитлеровцев и лишила их возможности организовать эффективное противодействие.
Десант начал стремительно продвигаться вперед. Гитлеровцы, опираясь на укрепления и огневые точки, упорно обороняли каждый квартал, каждый дом.
Части 255-й бригады морской пехоты, высаженные на участке мыс Любви Холодильник, встретили сильное сопротивление противника. Не очистив захваченный плацдарм от вражеских автоматчиков и не уничтожив немецкие огневые точки, подразделения десанта начали продвигаться в глубь берега. Вследствие этого они оказались изолированными от берега и друг от друга, действовали разрозненными группами, потеряли связь с командованием и к исходу дня 10 сентября были вынуждены после тяжелых боев и потерь отойти в район Станички и в район высадки 393-го отдельного батальона морской пехоты.
