С 20 августа Приморская армия вошла в подчинение командующего Черноморским флотом. Был образован Одесский оборонительный район. В тот же день противник, решив взять Одессу штурмом, перешел в наступление. В ожесточенных боях, длившихся в течение месяца, советские войска большим напряжением сил к 21 сентября остановили наступление противника на главной полосе в 8–15 км от города.
К тому времени сложилась тяжелая обстановка в нижнем течении Днепра в районе Каховки. К концу августа 9-я армия Южного фронта, отойдя за Днепр, удерживала оборону в районе Каховки, где противнику удалось захватить небольшой плацдарм.
Непосредственно в том районе оборонялись на широком фронте 296-я и 176-я стрелковые дивизии, в составе которых имелось 130 полевых орудий (калибра свыше 76 мм). Всего же в распоряжении командующего армией было 373 орудия и миномета, и условия местности позволяли осуществлять маневр огнем артиллерии в полосе всей армии. Но в инженерном отношении позиции войск оборудовались слабо, а между дивизиями имелся плохо обеспеченный стык.
Войскам 9-й армии в районе Каховки помогала Дунайская военная флотилия. Ее мониторы «Ударный» и «Мартынов», канонерские лодки «Днепр» и «Буг», 8 бронекатеров, минный заградитель «Колхозник» и полтора батальона морской пехоты, пользуясь рукавами и притоками Днепра, постоянно наносили неожиданные удары по противнику. Бронекатера подходили вплотную к немецким переправам у Каховки и обстреливали не только эти переправы, но и прилегающие к ним берега. Для защиты от ударов бронекатеров немецкое командование было вынуждено развернуть на берегу Днепра несколько артиллерийских батарей и держать их в постоянной боевой готовности.
Бои на Каховском плацдарме начались 1 сентября. До 3 сентября противнику удалось, несмотря на ввод в бой двух полков фланговых дивизий, ведя упорные бои, расширить плацдарм до 20 км по фронту и до 5 км в глубину. Попытка советских войск контратаковать противника 4 сентября вводом в бой резервной 51-й стрелковой дивизии результатов не дала.
В столь сложной обстановке командующий Южным фронтом, вместо того чтобы организовать и провести фронтовую оборонительную операцию всеми имевшимися у него силами, ограничился только частными указаниями на тактическом уровне, сковывая тем самым инициативу командующих армиями. Важно подчеркнуть, что в это время штаб фронта находился от поля боя на расстоянии около 400 км и недостаточно владел обстановкой. Что же касается усиления 9-й армии, то фронт направил в распоряжение ее командующего всего два танковых батальона и одну танковую роту.