Накануне войны Черноморский флот (вице-адмирал Ф. С. Октябрьский) организационно состоял из эскадры надводных кораблей (в ее составе бригада крейсеров), отряда легких сил, двух бригад подводных лодок, двух бригад торпедных катеров, береговой и противовоздушной обороны, военно-воздушных сил, а также частей специального и тылового обеспечения. Главной базой флота являлся Севастополь. Кроме того, система базирования включала военно-морские базы: Одесскую с Очаковским сектором береговой обороны, Николаевскую, Новороссийскую с Керченским сектором береговой обороны и портами Керчь и Туапсе, Батумскую с портом Поти (с 31 августа преобразована в Потийскую ВМБ). После начала войны были созданы Керченская (с 1 сентября) и Туапсинская (с 13 ноября) ВМБ. Военному совету флота подчинялась также Дунайская флотилия, главной базой которой являлся Измаил. В конце июля была создана Азовская флотилия, и до 20 ноября в составе флота их было две, после чего Дунайскую расформировали. В состав флота входили линейный корабль «Парижская коммуна», пять крейсеров, 15 лидеров и эскадренных миноносцев, 44 подводные лодки и более 150 кораблей и катеров других классов (приложение 1). В течение кампании флот пополнился кораблями, находившимися на завершающей стадии постройки на судостроительных заводах (2 эсминца, 8 подлодок) и полученными по мобилизации (4 минзага, 11 канонерских лодок, 7 сторожевиков, 26 тральщиков).
ВВС ЧФ включали две авиабригады (в их составе пять полков), разведполк и 10 отдельных эскадрилий, насчитывавших в общей сложности 639 самолетов (приложение 3). После начала войны на театре был развернут еще целый ряд частей, в результате чего к концу 1941 г. в составе ВВС ЧФ действовали уже 10 авиаполков и 13 эскадрилий. В то же время из-за больших боевых потерь (до конца 1941 г. ВВС ЧФ потеряли около 600 боевых самолетов) количество машин сократилось до 345.