Обстоятельства сложились так, что два германских катера — S-51 и S-52 — возвращались в свою базу в районе Коктебеля после ремонта в Констанце и их командиры ничего не знали о набеге советских кораблей на порты Крыма. Поэтому встреча с ними для немцев произошла совершенно неожиданно и на такой дистанции, когда нужно было или атаковать, или немедленно уходить. Атаковать в условиях хорошей видимости столь хорошо вооруженные боевые корабли — дело достаточно бесперспективное, но и попытка отхода могла окончиться плачевно — несмотря на ремонт, S-52 не мог развить ход более 30 узлов. Если бы эсминцы организовали преследование, то S-52 было суждено неминуемо погибнуть. В этой ситуации командир группы катеров капитан-лейтенант Зеверс принял решение выйти в ложную атаку в надежде на то, что советские корабли начнут уклонение и отход, не помышляя о контратаке. Так оно и произошло, и германские катера пришли в базу.
Как уже упоминалось, «Харьков» еще в 2:30 донес о своем обнаружении самолетом-разведчиком. По германским же данным, его засекла радиопеленгаторная станция в Евпатории. Начиная с 2:31 начальнику морской комендатуры «Крым» контр-адмиралу Шульцу стали докладывать о ежечасном выходе «Харькова» на связь с радиоцентром в Геленджике. Эта же станция по взятым пеленгам определила направление движения корабля в сторону Ялты. В 5:50 радиолокационная станция, расположенная на мысе Ай-Тодор, обнаружила лидер по пеленгу 110° на удалении 15 км.
Убедившись, что обнаруженная цель не является своим кораблем, в 6:03 германское командование разрешило береговым батареям открыть по ней огонь. Практически в это же время «Харьков» начал обстрел Ялты. За 16 минут он выпустил без корректировки по меньшей мере сто четыре 130-мм осколочно-фугасных снаряда. На огонь лидера ответили три 75-мм орудия 1-й батареи 601-го дивизиона, а затем шесть 150-мм орудий 1-й батареи 772-го дивизиона. По германским данным, в результате обстрела лидера несколько домов получили повреждения, имелись пострадавшие среди гражданского населения. Следуя вдоль берега, лидер сделал 32 выстрела по Алуште, но, по данным противника, все снаряды легли с недолетом. В 07:15 «Харьков» присоединился к эсминцам, шедшим курсом 110° со скоростью 24 узла.
В 8:05 над соединением появились три советских истребителя Р-40. В 08:15 они обнаружили германский самолет-разведчик — летающую лодку BV-138, принадлежавшую 1-й эскадрилье 125-й морской разведывательной группы (I./SAGr 125), — и сбили ее. После этого в 08:20 истребители улетели на аэродром[82]
. Из пяти членов экипажа разведчика двое приводнились на парашютах в видимости кораблей, и командир дивизиона приказал командиру «Способного» капитану 3-го ранга А.Н. Горшенину поднять их на борт. Остальные два корабля начали осуществлять противолодочное охранение легшего в дрейф эсминца. Вся операция заняла около 20 минут.В 8:15 прилетела новая пара Р-40, третья машина вернулась на аэродром из-за неисправности двигателя. Они-то первыми и обнаружили сначала в 08:30 два Ju-88 на большой высоте (по-видимому, разведчиков), а затем в 08:37 ударную группу — восемь пикирующих бомбардировщиков Ju-87 из состава 7./StG3[83]
под прикрытием четырех истребителей Me-109.Два советских истребителя сорвать атаку, естественно, не смогли, и зашедшие со стороны солнца пикировщики противника достигли сразу трех попаданий 250-кг бомб в лидер «Харьков». Одна из них попала в верхнюю палубу в районе 135 шпангоута и, пробив все палубы, второе дно и днище, взорвалась под килем. Еще по одной бомбе попало в первое и второе котельные отделения. Оба котельных отделения, а также первое машинное отделение оказались затопленными, вода медленно поступала через поврежденную переборку на 141 шпангоуте в котельное отделение № 3.
Таким образом, из главной силовой установки в строю остался турбозубчатый агрегат в машинном отделении № 2 и третий котел, давление в котором упало до 5 кг/см². От ударных сотрясений вышли из строя мотопомпа во второй машине, дизель-генератор № 2, турбовентилятор № 6. Взрывом сорвало и выбросило за борт один 37-мм зенитный автомат, вышли из строя два зенитных пулемета. Лидер потерял ход, получил крен 9° на правый борт и дифферент на нос около 3 м. В этой обстановке командир дивизиона приказал командиру «Способного» буксировать «Харьков» кормой вперед.