7 сентября 1941 года приказом командующего Балтийским флотом вице-адмирала В. Ф. Трибуца 205-й отдельный артиллерийский дивизион и гарнизон Осмуссаара поступили в подчинение ВМБ Ханко. На остров прибыли ханковцы: комендантом стал капитан Е. К. Вержбицкий, комиссаром — батальонный комиссар Н. Ф. Гусев. После смены командования обстановка на острове коренным образом изменилась.
На Осмуссааре, после вывода с него 46-го отдельного строительного батальона, оставалось Особое линейное строительство № 3 (ОЛС-3) во главе с начальником строительства В. И. Сошневым и главным инженером Б. Я. Слезингером. 16 сентября Е. К. Вержбицкий направил С. И. Кабанову шифрограмму с просьбой узаконить зачисление в ряды ВМФ всех рабочих и мастеров. Рабочие ОЛС-3 были призваны на службу и ими доукомплектовали 314-ю башенную батарею, сформировали трехротный батальон численностью 450 человек и одну резервную роту из 80 человек; командиром батальона стал военинженер 2 ранга П. И. Сошнев, начальником штаба — военинженер 3 ранга Б. Я. Слезингер.
Операция противника по захвату Моонзундских островов началась 8 сентября 1941 года с высадки десанта на острове Вормси. Но еще 6 сентября первые вражеские снаряды разорвались на Осмуссааре, не причинив, однако, никакого вреда. Ответный огонь в тот день не открывали, чтобы не дать засечь места расположения батарей.
13 сентября транспортные средства противника пытались пройти между мысом Шпитгамн и островом Вормси в западном направлении, на усиление своего десанта. 180-мм батарея Осмуссаара, несмотря на то, что монтаж приборов управления стрельбой не завершился, обстреляла транспорты и не пропустила их.
21 сентября 314-я и 90-я батареи открыли огонь по транспортам и тральщикам противника, появившимся далеко к западу от Осмуссаара. Из-за большой «поправки дня» башенная батарея не могла достать до цели даже усиленным зарядом. Но капитан И. Т. Клещенко приказал вынуть заряды из пеналов и подержать их некоторое время в теплом помещении. Стрельба подогретыми зарядами оказалась успешной: один из транспортов получил прямое попадание; тральщик взял его на буксир и караван скрылся за поставленной им дымовой завесой.
К 1 октября первая линия противодесантной обороны побережья Осмуссаара вступила в строй. С. И. Кабанов писал:
«Люди почувствовали, что они не одни, что есть командование, которое о них заботится и в беде их не бросит, есть общая боевая задача и единая боевая организация, а это в военном деле имеет решающее значение… Трудно в таких обстоятельствах сохранить веру в необходимость действий на одиноком клочке земли… Теперь это была часть нашего Гангута, только на более опасном и отдаленном участке».
Гарнизон продолжал строить крепкую сухопутную оборону, используя для этого все наличные материальные ресурсы, а главное — инициативу и изобретательность специалистов-строителей. Каждому нашлось дело, каждый что-то придумывал и предлагал. Построили, например, из прутьев арматуры электрофицированное противодесантное заграждение — «забор Слезингера». Особенно отличился изобретательностью сержант Г. А. Вдовинский, в недавнем прошлом мастер по применению взрывчатки в мирных целях. Он устроил на острове целую фабрику по производству различных мин, используя для этой цели все, что попадалось под руку. Из тола выброшенных прибоем на берег мин образца 1908 года и зачем-то завезенных 37-мм патронов (37-мм пушек на острове не было) изготовили множество мин и всевозможных противодесантных фугасов, установив их по всему побережью.
Для защиты тыловых позиций 2-й и 3-й рот батальона П. И. Сошнева сформировали сводную батарею из вооружения, снятого с выброшенного на камни гидрографического судна «Волна» и поврежденного малого охотника.
Капитан Е. К. Вержбицкий учел все запасы продовольствия, боеприпасов и горючего, дав приказание рассредоточить их в нескольких местах острова, с расчетом продержаться не менее года. Так, в короткий срок, если считать по меркам мирного времени, на Осмуссааре была создана круговая оборона и готовы к действию все имевшиеся там артиллерийские орудия.
Германское командование не располагало какими-либо данными о гарнизоне и батареях Осмуссаара. Историк Ю. Мейстер писал:
«В начале сентября русские внезапно обстреляли с острова эстонское побережье и временно вывели из строя германскую батарею. Кроме того, русские мешали перевозкам снабжения и пополнения из Ревеля в гавани, расположенные к западу. Таким образом, имелись более чем достаточные основания, чтобы овладеть этим опорным пунктом».