С 31 мая 1923 года школа морских летчиков переименована в Высшую школу красных летчиков, начальником школы был назначен М.М.Сергеев, впоследствии ставший первым начальником воздушного флота Черного и Азовского морей.
26 мая 1924 года школу перебазировали в Килен-бухту. Обучение проводилось на летающих лодках М-5 и М-9, а с 1924 года – на С-16 и Ю-20. Начиная с 1924 года, изменился подход к формированию школы переменным составом. Лиц только пролетарского происхождения было уже недостаточно, требовались не только грамотность, но и определенные знания. Поэтому учлетов стали набирать из числа выпускников военно-морских училищ или военно-инженерных училищ. В феврале 1925 года школу перебазировали из Килен – бухты в бухту Голландия и снова переименовали – она стала именоваться Военной школой морских летчиков. Новыми хозяевами военного городка «Голландия» стали морские летчики из состава расформированной в конце 1920 года воздушной бригады Волжско-Каспийской флотилии, переведенные сюда. На берегу бухты был построен наземный аэродром для гидросамолетов – гидродром. Начальником летной части школы назначили Б.Л.Бухгольца. Совместно с инструктором школы А.И.Мартыновым-Маровым, Б.Л.Бухгольц разработал методику обучения на самолете, положенную в основу курса учебно-летной подготовки. В 1926 году в бухте Голландия была сформирована 1-я отдельная морская миноносная эскадрилья и 5-й отдельный морской разведывательный отряд. Уже в октябре 1926 года произошел переход данной эскадрильи и отряда на новую организацию:
– 1-я отдельная морская миноносная эскадрилья стала именоваться 60 отдельной авиационной эскадрильей;
– 5-й отдельный морской отряд был реорганизован в три эскадрильи – 53, 64 и 55 ОАЭ. 53 и 64 ОАЭ базировались в Севастополе, а 55-я в Николаеве. Основными аэропланами стали «летающие лодки» С-62 и С-62бис имевшие скорость максимальную 225 км/час, время полета до 4 часов и высоту полета – 4.6 км.
На основании архивных документов известно о восстановлении основных сооружений бывшего Морского корпуса. В 20-х годах был утверждено ассигнование инженерной части Севастопольского военного порта. Несколько пунктов этого документа касались частичной достройки зданий бывшего Морского Корпуса для нужд создаваемой авиации флота.
Имелось в виду перекрытие конструктивно соединенных между собой зданий, перестройка церковного придела в клубное помещение. Кроме того, на побережье бухты Голландия предусматривалось строительство пристани для швартовки судов, береговой авиационной площадки со спускоподъемным устройством, ангаров для укрытия летательных аппаратов, мастерских и складов.
В конце 20-х годов военный городок «Голландия» и прибрежную зону занимала 9-я Отдельная тяжелая (бомбардировочная) авиабригада.
Первостепенной задачей было сооружение гидроаэродрома и базы обеспечивающих плавающих средств, а также жилья для начсостава и краснофлотских казарм. Поэтому достройка «кадетского городка» отошла на второй план.
Летом 1925 года руководство ВВС через советское посольство в Берлине обратилось с предложением к фирме «Дорнье» продать 20 летающих лодок. Немцы ответили согласием, указав цены и технические характеристики самолетов. Из осторожности Управление ВВС решило для начала приобрести два самолета «Дорнье Валь» и подвергнуть их испытаниям. Обе заказанные машины (№-56 и №-57) своим ходом прибыли в Севастополь.
Испытания самолетов проходили до апреля 1927 года. По их результатам летающие лодки решили «принять условно» и потребовать от фирмы, чтобы на других самолетах замечания были устранены. 22 апреля 1927 года между фирмой «Дорнье» и советским акционерным обществом «Металлоимпорт» был заключен договор на закупку летающих лодок «Вааль» и комплекта запасных частей на 10 таких самолетов. Самолеты были поставлены в СССР, начиная с октября 1927 года.
Из прибывших самолетов сформировали две эскадрильи – 60-ю и 63-ю. Они базировались в Севастополе в бухте Голландия, в каждую входило по восемь машин: один самолет числился разведчиком моря и использовался как штабной и транспортный, остальные лодки эксплуатировались как разведчики и бомбардировщики. Позднее СССР закупил партию самолетов «Дорнье Валь». В 1931–1932 годах, на гидробазе завода №-45, располагавшегося в Килен-бухте, было изготовлено (из импортных комплектующих) шесть самолетов «Дорнье Валь». Это были самолеты отечественной постройки с гладкой металлической обшивкой.
В 1927 году в школу поступил самолет МР-1. Учлетов стали официально называть «курсант-летчик». В августе 1930 года школа становится «Военной школой морских летчиков и летных наблюдателей РККА имени Сталина».
Севастопольский период школы (1922–1931 гг.) стал временем ее формирования и становления. В этот период школу окончили видные летчики, ставшие впоследствии генералами: Е.Преображенский, В.Конарев., Н.Житинский.