В море корабль встретил ветер 8 баллов, волна — 5 баллов, температура воздуха –17°С, температура воды +1°С, видимость — одна миля. 4 января в 6.15 «Красный Кавказ» подошел к Феодосийской бухте. В 6.39 крейсер отдал правый якорь, а через полчаса пришвартовался правым бортом к Широкому молу, началась выгрузка. Порт прикрывало звено истребителей. Разгрузка подходила к концу, оставались два орудия и несколько ящиков с боеприпасом, но в 9.23 начались массированные налеты авиации противника, шесть «Ю–87» атаковали крейсер со стороны берега. Зенитные орудия открыли по ним огонь. Самолеты, пикируя с трех направлений, сбросили до 50 бомб. Бомбы взрывались на расстоянии 20–30 м от борта В 9.28 бомба, скользнув по борту и сделав вмятину, разорвалась на грунте (глубина 6,5 м). Взрывом корабль (кормой) подбросило вверх и качнуло на левый борт. Взрывная волна произвела большие разрушения: в обшивке ниже броневого пояса образовались пробоины, сорвало с фундаментов две 100–мм установки (от перекоса палубы в момент взрыва). Одновременно упавшая на расстоянии 2–х метров от левого борта бомба разрушила обшивку в двух местах. В результате были затоплены несколько помещений в корме. Появился дифферент на корму. Спустя минуту последовал взрыв в районе 34 шп. В результате вывело из строя лаг, гирокомпас и эхолот, вода начала поступать в центральный штурманский пост. Взрывом бомбы в районе 69–75 шп. повредило настил второго дна и внутренние переборки. Через разошедшиеся швы в 4–е котельное отделение начал поступать мазут, смешанный с водой, опасаясь пожара, котлы вывели из действия и запустили осушительный насос. От сотрясений выбило все автоматы турбогенераторов, погас свет. Вышли из строя элеваторы погребов № 1, 5, 7, дальномеры фор–марса и носового мостика, срезало антенны передатчика «Ураган», повреждена центральная радиорубка.
К этому времени на борту остались две зенитные пушки, легковая автомашина, кухня, небольшое количество боеприпасов. Однако дольше оставаться у пирса было нельзя, командир приказал рубить швартовы, дал команду в машину «полный вперед», и в 9.35 корабль отошел от стенки, якорь выбирался уже на ходу. При подаче пара правая кормовая турбина «понесла», что свидетельствовало о повреждении гребного вала или потере винта, она была экстренно остановлена. Левая кормовая турбина сильно вибрировала. Обследование помещений корабля, в том числе и легководолазами, показало, что основные повреждения корпус корабля получил от взрыва авиабомбы в районе 124 шп. с правого борта ниже ватерлинии. Корабль принял в кормовые помещения около 1700 т воды, потеряв до 30 % запаса плавучести. Дифферент на корму 5,39 м, крен на правый борт 2,3°, метацентрическая высота 0,8 м при норме 1,1 м.
Выйдя из гавани, «Красный Кавказ» взял курс на Новороссийск. Корабль сильно вибрировал, пришлось сбавить обороты турбин. Крейсер шел под двумя турбинами, без рулевого управления по магнитному компасу. Через 1,5 часа ввели в строй гирокомпас При отходе от Феодосии крейсер был атакован авиацией, но благодаря маневру и зенитному огню попаданий не было. В 10.20 у мыса Иван– баба в охранение крейсера вступил эсминец «Способный», через него осуществлялась связь с командованием. Две оставшиеся на палубе армейские зенитки были сброшены за борт.
На корабле шла борьба за его живучесть, которая продолжалась весь день и ночь. Основной задачей было не допустить проникновение воды за водонепроницаемую переборку, за которой находились машинные отделения. Для спрямления корабля из кормовых донных цистерн в освободившиеся носовые перекачали 120 т мазута и 80 т пресной воды. Для выравнивания крена перекачали мазут и удалили с правого шкафута часть грузов. Этими мерами удалось уменьшить дифферент на 1,7 м и выровнять крен до 2°. Для подкрепления палуб, переборок, люков и горловин установлено до 20 деревянных подпор.
При подходе к Новороссийску командир крейсера запросил базу выслать буксиры, т. к. пройти самостоятельно по сложному фарватеру крейсер не мог. Вместо буксиров был получен приказ начальника штаба — идти в Туапсе. Погода вновь ухудшилась, волна до 4 баллов. 5 января в 5.50 «Красный Кавказ» отдал якорь на рейде Туапсе. Через 10 минут подошли два буксира и повели корабль в гавань, при этом его корма касалась грунта. Крейсер пришвартовался к Импортной пристани. В отсеках корабля оставалось около 1400 т воды. В Туапсе водолазы осмотрели крейсер и обнаружили: между 114–133 шп. по правому борту ниже бронепояса три больших пробоины, на левом борту между теми же шпангоутами — две. Их закрыли мягким пластырем. На палубу корабля поставили две мотопомпы производительностью 400 т/час каждая, кроме того, у борта встали буксир «СП–16» и спасатель «Шахтер», имевшие насосы общей производительностью около 2000 т/час. Удалось осушить помещения на нижней палубе, одновременно заделывались пробоины.