В это время войска 6-й, 5-й ударной, 28-й армий и 2-го гвардейского механизированного корпуса вели тяжелые бои в районе Николаева.
Для оказания помощи наступающим с фронта войскам в овладении городом генерал Гречкин приказал высадить в Николаевском порту десант морской пехоты с задачей завязать бой в тылу немецких войск, внезапностью действий вызвать среди них переполох и отвлечь часть сил противника с фронта. Выполнение задачи возлагалось на 384-й отдельный батальон морской пехоты майора Ф.Е. Котанова. Для десанта было отобрано 55 добровольцев во главе с командиром отряда старшим лейтенантом К.Ф. Ольшанским.
Отремонтировав найденные в поселке Октябрьский семь старых рыбачьих лодок и взяв в проводники местного рыбака А.Н. Андреева, отряд в ночь на 26 марта двинулся вверх по Южному Бугу. Непосредственно перед выходом в состав десанта были включены два связиста и десять саперов из отдельного инженерного батальона 28-й армии. Из-за встречного штормового ветра 15-километровый путь удалось преодолеть за пять с лишним часов. В связи с задержкой в пути саперы после окончания разминирования не смогли до рассвета возвратиться в свое расположение и вместе с проводником остались в составе отряда. Эти десантники поневоле в официальной истории советского Военно-морского флота именуются «красноармейцами-снайперами».
В 4 часа 15 минут 26 марта морские пехотинцы скрытно высадились в торговом порту, сняли охрану и, заняв несколько зданий, организовали круговую оборону в районе элеватора. Утром противник попытался небольшими силами уничтожить десант, но получил отпор. Затем немцы ввели в бой новые силы, подтянули артиллерию, шестиствольные минометы, использовали огнеметы. Десантники стояли насмерть. За двое суток они отбили 18 атак и погибли почти все.
Эти двое суток войска трех армий прогрызали немецкую оборону и никакой поддержки морской пехоте оказать не могли.
Наконец, в ночь на 28 марта 61-я гвардейская и 243-я стрелковая дивизии из состава 6-й армии под сильным огнем противника на подручных средствах форсировали Ингул и с севера ворвались в Николаев. Прорыв этих дивизий нарушил устойчивость обороны противника. Не позволяя врагу опомниться, советские части к 4 часам пробились в центр города. Одновременно с востока в город вошли части 5-й ударной армии. С юга на город наступали войска 28-й армии и механизированный корпус Свиридова.
От десанта к этому времени в живых осталось 11 человек. Горстка раненых моряков во главе со старшиной 2-й статьи Кириллом Бочковичем удерживала свои позиции до утра 28 марта, когда в Николаевский порт ворвались наступавшие с фронта советские войска. С военной точки зрения десант потерпел неудачу и не оказал никакого влияния на ход операции, но его действия вошли в историю Отечественной войны как образец воинской доблести.
А также как образец бездушия нашей военной бюрократической машины.
55 морских пехотинцев по списку получили звание Героев Советского Союза. 12 «красноармейцев-снайперов», они же связисты и саперы, не получили ничего, поскольку в списке десантного отряда отсутствовали. Более того, фамилии большинства из них остались неизвестными. А ведь был не 41-й год, и мы наступали. Интересно, что, хотя весь отряд состоял из 68 человек и воспоминания одного из оставшихся в живых участников десанта так и называются — «Нас было 68», одна из площадей Николаева носит имя 67 героев, поскольку погибшего проводника Андреева Героем признали только в 1965 году.
В результате усилий трех армий советские войска к утру 28 марта полностью очистили Николаев — крупный порт и важный центр судостроения. Девятнадцать советских дивизий разбили три немецкие.
29 марта 28-я армия и 2-й гвардейский механизированный корпус были выведены в резерв.
5-я авиаполевая, 302-я и 304-я пехотные дивизии противника, удерживавшие Николаев, с тяжелыми потерями были отброшены на западный берег Южного Буга.
Прорыв обороны на флангах приморской группировки и угроза выхода ей в тыл войск 2-го Украинского фронта вынудили генерала Шернера начать отвод своих армий за Днестр. По отходящим колоннам массированные удары наносила авиация 17-й воздушной армии. Две истребительные дивизии прикрывали в это же время переправу 23-го танкового корпуса и конно-механизированной группы в районе Александровки. Переправа осуществлялась по одному понтонному мосту грузоподъемностью 30 тонн и поэтому сильно затянулась. Она была закончена только утром 30 марта.
Оказавшись на западном берегу, танкисты и казаки бросились догонять дивизии Гагена и Шарохина, которые достигли уже реки Тилигул.
На левом фланге, вдоль побережья Черного моря, успешно наступали войска 5-й ударной армии. 30 марта части 1-го гвардейского укрепленного района, передовой отряд 295-й стрелковой дивизии и части Черноморского флота комбинированным ударом с суши и с моря освободили Очаков.