Ставка Главного командования, учитывая большое оперативное значение Одессы, приказала оборонять город до последней возможности, привлекая силы Черноморского флота. В состав войск Приморской армии к этому времени входили две стрелковые, кавалерийская дивизии, полк НКВД, Одесская военно-морская база, полк морской пехоты, два укрепленных района, а также специальные части. Всего в войсках было 47 тысяч человек, 303 орудия и миномета калибром 76-мм и выше, 30 самолетов. Для усиления Приморской армии привлекалась также артиллерия береговой обороны (51 орудие) и часть сил Черноморского флота – моряки с неисправных и поврежденных кораблей, временно превращенные в пехоту.
В трудах советских историков указано, что оборона Одессы готовилась и велась в условиях значительного численного превосходства врага: по личному составу – в 6,5 раза, по артиллерии – более чем в 5 раз и полного его господства в воздухе.
Это вызывает определенные сомнения. Известно, что в момент вступления Румынии в войну с СССР в составе двух ее армий (3-й и 4-й) насчитывалось 325 685 человек, 1152 полевых орудий и 1450 минометов различных калибров, 201 легкий танк и 35 танкеток. В составе их военно-воздушных сил было 493 исправных самолета (226 истребителей, 87 бомбардировщиков и 180 самолетов-разведчиков).
Если сделать соответствующие расчеты соотношения сил и средств на основании этих данных, то получатся совершенно другие цифры. Можно говорить о 2—3-кратном превосходстве противника в живой силе, примерном равенстве сторон по артиллерии, но значительном его превосходстве в танках и авиации. Но при этом мы не учитываем возможности по авиации всего Южного фронта, силы которого мало пострадали в первые недели войны.
Тем не менее, противник упорно рвался к Одессе, а советские войска всячески стремились удержать этот город. В период с 10 по 15 августа атаки противника, наступавшего на всем фронте и стремившегося овладеть Одессой с ходу, на подступах к городу были отбиты. Но начавшийся отход войск Южного фронта к Днепру означал для Черноморского флота, что теперь одна из его баз, в Одессе, оказалась под угрозой захвата ее противником. Поэтому с первых дней организации обороны Одессы, с момента создания Приморской армии, командование Черноморского флота с особым вниманием начало относиться к налаживанию тесного контакта с командованием Приморской армии.