Для обеспечения высадки морского десанта в Новороссийском порту и прорыва вражеской обороны в районе города кроме имевшихся в 18-й армии орудий и минометов выделялось 8 артиллерийских полков, 1 артиллерийская бригада 203-мм орудий, 1 минометный полк, 6 гвардейских минометных полков, 1 тяжелая гвардейская бригада реактивной артиллерии и 47 орудий Черноморского флота на берегу. Всего в распоряжении командующего 18-й армией имелось свыше 800 орудий и минометов. Кроме того, на участке прорыва было сосредоточено 227 установок гвардейских минометов (реактивная артиллерия). Для лучшего управления вся артиллерия была сведена в одну армейскую артиллерийскую группу. Для непосредственного обеспечения высадки и действий десанта выделялось 208 орудий, собранных в три подгруппы. Каждая подгруппа как бы закреплялась за одним десантным отрядом и своим огнем содействовала выполнению его задачи. Вся артиллерия подчинялась командующему 18-й армией. В течение 15 суток до начала операции группа артиллерии, состоявшая из 50 орудий калибра 152 мм и 203 мм, методическим огнем разрушала оборонительные сооружения противника. Общая артиллерийская подготовка должна была начаться за 16 минут до высадки десанта. За минуту до высадки огонь переносился в глубину обороны противника. Корректирование огня должно было осуществляться специальными постами, которые высаживались вместе с десантом. Эти посты снабжались радиостанциями. Для авиационного обеспечения Новороссийской наступательной операции Черноморский флот выделил 88 самолетов и 4-я воздушная армия - 60. Всего было 148 самолетов, из них - 58 истребителей, 36 штурмовиков и 54 бомбардировщика. На авиацию возлагалась задача обеспечить с воздуха высадку десантов, а в ходе операции еще и снабжать наступавшие части боеприпасами и продовольствием.
План десантной операции предусматривал в целях маскировки выход отрядов кораблей из Геленджика в море и их построение при лунном освещении, а после захода луны совершить переход к местам высадки. В это время наши самолеты должны были барражировать над бухтой, чтобы гулом моторов заглушить шумы двигателей десантных катеров. Переброску и высадку десанта предполагалось произвести двумя эшелонами. Первый эшелон в составе 255-й бригады морской пехоты, 393-го отдельного батальона морской пехоты и 1339-го стрелкового полка было решено посадить на суда в Геленджикской бухте; второй эшелон - 290-й полк НКВД - у пристани на 9-м километре Новороссийского шоссе и остатки 255-й бригады морской пехоты, входившие также во второй эшелон, - у Кабардинки. Посадку планировалось закончить к 21 часу, так как на переход десанта из Геленджика отводилось пять часов. Этого времени должно было хватить на то, чтобы высадку обоих эшелонов закончить до рассвета первой же ночи. Вдоль побережья от мыса Дооб до линии фронта на берегу Цемесской бухты устанавливались створные знаки - огни для навигационного обеспечения движения кораблей. Планировалась следующая очередность высадки десанта. Одновременно с началом артиллерийской подготовки торпедные катера, группы прорыва вырываются вперед и в течение 9 минут уничтожают боносетевые заграждения у входа в порт и огнем торпед расширяют старые пробоины мола. Затем катера высаживают на молы штурмовые группы, и те выставляют на концах мола сигнальные огни: "Путь свободен". За 13 минут до начала высадки катера группы атаки берега торпедируют побережье от мыса Любви до основания Западного мола. За 7 минут катера группы атаки порта врываются в бухту и за 4 минуты до начала высадки торпедируют берег и пристань в местах высадки десанта. В это время корабли десантных отрядов врываются в бухту и полным ходом идут к местам высадки. Одновременно с высадкой десанта в наступление должны перейти обе сухопутные группы 18-й армии.