Как отмечалось ранее, планом операции по содействию войскам 3-го Украинского фронта предусматривалось помимо прочего массированными ударами авиации по базам Констанца и Сулина уничтожать боевые корабли противника (в качестве первоочередных целей были намечены три румынских эсминца, плавбаза и подводные лодки), а также разрушать портовые сооружения. Несомненно, что переход советских войск в крупномасштабное наступление нужно было поддержать и с морского фланга, устранив всякую возможность помех со стороны вражеских ВМС. Непонятно только, почему массированные удары по вражеским базам в Констанце и Сулине были отложены до 20-х чисел августа, хотя обстановка позволяла нанести их еще в конце мая.
Рубка подлодки U9, потопленной в ходе налета на Констанцу 20 августа 1944 г.
Операция ВВС ЧФ началась 19 августа – за сутки до перехода в наступление войск 2-го и 3-го Украинских фронтов – ударами по военно-морской базе Сулина. В результате штурмовиками были уничтожены три немецких торпедных катера, кроме того, повреждения получили речной танкер и несколько румынских кораблей. На другой день атакам 90 бомбардировщиков под прикрытием 112 истребителей подверглись корабли и объекты в Констанце. Интересно отметить, что действия многочисленных ударных групп, вылетавших с разных аэродромов, впервые координировались с воздушного командного пункта, где находился командир дивизии пикирующих бомбардировщиков, благодаря чему на весь удар ушло всего 18 минут. Подобных по организации и мощности ударов ВВС ЧФ не наносили ни до, ни после 20 августа. Хотя ни одного попадания в эсминцы и плавбазу достичь не удалось (правда, пострадал эсминец «Реджеле Фердинанд», находившийся в аварийном ремонте после крымской операции и потому не фигурировавший среди целей налета), были уничтожены румынский миноносец, танкер, немецкая подводная лодка, одна БДБ и два сторожевых корабля, а также пять «шнелльботов». Получили серьезные повреждения эсминец, транспорт, две немецкие и две сверхмалые итальянские подлодки, три «раумбота» и две БДБ. Всего же с 19 по 25 августа авиация флота совершила 347 самолето-вылетов по Констанце и 340 по Сулине, потопив и повредив вдобавок к перечисленным еще ряд кораблей и судов. 22 августа в связи с непрекращавшимися налетами корабли немецкой «боевой группы Сулина» были вынуждены уйти в Констанцу.
Авиация флота была главным, но не единственным родом сил, принимавшим участие в операции Черноморского флота по содействию войскам 3-го Украинского фронта. Помимо нее активно действовали подлодки и торпедные катера.
После окончания Крымской операции к 17 мая все подлодки вернулись в базы, и в подводной войне наступил перерыв. В связи с необходимостью серьезных ремонтных работ их действия на коммуникациях противника прекратились почти на два месяца и возобновились лишь 10 июля. В 3-м квартале подлодки совершили 15 боевых походов, произвели семь торпедных и две артиллерийские атаки. В результате них были потоплены одна болгарская и три турецкие парусно-моторные шхуны. С 8 августа во избежание подобных инцидентов, а также в связи с разрывом дипломатических отношений между Германией и Турцией позиция, непосредственно примыкавшая к территориальным водам Турции, была закрыта. Субмарины, действовавшие на позициях у берегов Румынии и Болгарии, держались в основном за линией минных заграждений, в связи с чем лишь одна из семи торпедных атак имела целью немецкие корабли. Потерь в 3-м квартале подводные силы ЧФ не имели.
С середины мая 44-го вражеские коммуникации снова оказались за пределами радиуса торпедных катеров. Это положение изменилось с получением ленд-лизовских катеров типа «Воспер», которые 19 июля перебазировались в Севастополь и до середины августа находились в стадии освоения личным составом. В течение августа – сентября торпедные катера ЧФ совершили 59 выходов на коммуникации противника и 90 для высадки десантов. В ночь на 23 августа они провели бой с немецким дозорным охотником на внешнем рейде Констанцы, безрезультатно выпустив по нему пять торпед. Собственные потери в этих действиях составили один катер, подорвавшийся на мине.