Первая румынская батарея, оставшись наедине с тремя кораблями, сочла за лучшее выйти из боя, не дожидаясь, пока ее подавят. После того как вражеские батареи замолчали, корабли продолжали оставаться на позициях, ожидая возможного возобновления огня. «Червона Украина» на всякий случай снова отодвинулась подальше от берега. Через некоторое время от командования базы поступила заявка на поддержку сухопутных войск. В Восточном секторе в это время продолжались попытки румын захватить мыс Е, дающий возможность прицельно обстреливать причалы Одесского порта. Крейсер же находился слишком далеко от расположенных за мысом районов. Подойдя же к берегу, можно было снова попасть под обстрел румынских батарей.
Командир крейсера принял решение попробовать, в случае очередной попытки румын сорвать обстрел, решить обе задачи одновременно. Носовым и кормовым батареям были поставлены соответствующие задачи, и крейсер направился к берегу. Едва крейсер начал стрельбу по заявке корпоста, как одна из румынских батарей возобновила огонь, но в этот раз он был недолгим и неэффективным. Отбиваясь от батареи крейсер, не прекращал и обстрел берега. В итоге румыны вызвали авиацию. После этого «Червона Украина» вынуждена была прекратить стрельбу и начать маневрировать курсом и скоростью, отбиваясь от самолетов зенитной артиллерией. Семерка Ю-88 так и не смогла найти благоприятною момента для прицельного бомбометания, и бомбы опять были сброшены в стороне от корабля. Воздушные налеты на крейсера почти всегда оказывались неэффективными в случае, если самолеты противника обнаруживались своевременно, а корабль находился на ходу.
Около двух часов дня одна из вражеских батарей снова начала обстрел гавани. Крейсер, закончивший обстрел берега, смог обрушиться на батарею всеми орудиями одного борта, при поддержке приблизившегося «Сообразительного». На этот раз стрельба двух кораблей привела батарею к молчанию уже за 10 минут. При этом в расположении вражеской батареи был зафиксирован хорошо наблюдаемый взрыв, сопровождавшийся большим облаком дыма. Вероятно, взорвались боеприпасы или емкости с горючим для тягачей. Батарея замолчала, но бой не прекратился. Он продолжался до самого вечера, то затухая, то разгораясь с новой силой. Вражеские батареи, хорошо закопанные в землю, произведя незначительный ремонт, снова открывали огонь. Корабли ушли с позиций только когда поступило сообщение, что транспорты закончили разгрузку.
В ночь на 2 сентября крейсер покинул Одессу, увозя в Севастополь около 70 тяжелораненых, 100 эвакуируемых гражданских лиц, золотые слитки Одесского отделения госбанка и члена Военного совета Черноморского флота Кулакова. Всего за 4 дня нахождения под Одессой крейсером было выпущено 832 снаряда.
История одного конвоя
(2 сентября)