В результате наступления 3-го Украинского фронта 3-я румынская армия была вынуждена начать отступление, в ходе которого оказалась прижатой к морю. 46-я армия при поддержке флотской авиации (144 вылета 23 августа) развивала наступление в направлении Рени – Измаил. Немецкое командование еще надеялось закрепиться вдоль Дуная. 3-й корпус 3-й румынской армии получил приказ прорваться через Кундукскую косу и занять рубеж от устья Дуная до Браилова с предмостными плацдармами. Чтобы отрезать пути отхода противнику, Октябрьский после получения данных об обстановке от штаба фронта в ночь на 23 августа приказал Горшкову в ночь на 24-е высадить в районе Жебрияны 300 человек 384-го батальона морской пехоты, а затем войти в Килийское гирло Дуная и овладеть районом Килия – Вилково. Горшков, назначенный командующим операцией, решил выполнить обе задачи одновременно.
Вечером 23 августа из Одессы к Килийскому гирлу вышел отряд кораблей прорыва (капитан 2-го ранга П. П. Давыдов) в составе 11 бронекатеров, 6 минных катеров, 6 катеров ЗИС, 6 речных тральщиков и 10 полуглиссеров. Лидером отряда был оборудованный под мобильный командный пункт малый охотник с Горшковым и опергруппой штаба флотилии на борту. Чуть позже к Жебриянам вышел отряд высадки десанта (капитан 3-го ранга П. И. Державин) в составе 10 бронекатеров, 3 малых охотников, 2 минных катеров и 3 полуглиссеров. На борту катеров отряда высадки находились 285 десантников при 10 ПТР, 4 минометах, 2,2 т боеприпасов и 1,4 т продовольствия. Поскольку немецкий флот находился в замешательстве после авиаударов по Констанце и быстрого поражения союзников по «оси» в Молдавии, переход морем прошел без противодействия. В 04.30 24 августа началась высадка у Жебриян. Противник обнаружил десантников только после выхода первых групп на берег. При поддержке огня бронекатеров сопротивление в районе высадки было сломлено, десантники заняли Жебрияны. Закрепившись в поселке, командир батальона майор Ф. Е. Котанов направил 80 человек в Вилково, а 60 человек заняли позиции у основания Кундукской косы на пути отхода 3-го румынского корпуса. Они при поддержке 4 бронекатеров, малого охотника и флотской авиации (штурмовка 22 истребителями) отразили попытки румын прорваться на юг, потеряв в тяжелом бою 12 человек убитыми и 16 ранеными. После получения сообщения о прекращении Румынией боевых действий противник оставил попытки прорыва и начал сдаваться.
В 06.35 отряд Давыдова, не встречая сопротивления, вошел в Потаповское гирло Дуная, вышел в Килийское гирло и к 9 часам подошел к Вилково, где и высадил десант из состава экипажей катеров. В то же время туда подошли и 80 морских пехотинцев из Жебриян. При поддержке артиллерии катеров к полудню Вилково было занято, гарнизон сдался.
И десант, и прорыв в Дунай произошли в период неразберихи, вызванной поражением и выходом Румынии из войны и связанной с этим деморализацией румынских войск. Этим и объясняется вялая и противоречивая реакция противника. Тем не менее решительность и оперативность действий Дунайской флотилии заслуживают высокой оценки.
Разгром ВМС «оси» на Черном море и завершение кампании
После окончания Крымской операции система базирования ЧФ позволяла наносить удары по любым участкам побережья противника или его коммуникаций, хотя движение по ним практически прекратилось. В связи с этим с начала 3-го квартала до 19 августа ВВС ЧФ, если не считать вылетов на минные постановки, совершили всего три самолето-вылета торпедоносцев-«охотников» – все безрезультатно. Вполне посильной и отвечающей обстановке стала задача по уничтожению ядра боевого и транспортного флота противника ударами с воздуха непосредственно в пунктах его базирования. Главной проблемой в этих условиях являлось медленное переразвертывание тыла ЧФ на новые базы, а также нехватка материальных средств, в первую очередь горючего. По состоянию на 29 июля на аэродромах Одесского узла находилось 1261 т авиабензина, Крымского – 350 т и Кавказского – 314 т. Начальник тыла ВВС ЧФ докладывал: «На аэродромах Кавказского побережья – Майкопе, Мысхако, Геленджике, Миха-Цхакия, Поти – совершенно отсутствует [бензин марки] Б-78, заряжаем только истребители, вылетающие по вызову ПВО. Совершенно прекращена работа корректировщиков и буксировщиков, сведена до минимума ПЛО, свернуты полеты по испытаниям. Сильно сокращена работа транспортных самолетов, а вскоре совсем встанет».