Пытаясь компенсировать отсутствие артиллерии у частей 4-го сектора, на побережье в срочном порядке устанавливали морские 45-мм орудия, для которых строили укрытия из бетонных блоков. Всего было установлено шесть орудий, сектору были оперативно приданы бронепоезд «Железняков», 2-й и 177-й отдельные артиллерийские дивизионы Береговой обороны. Однако, этого было явно недостаточно. Нужно сказать, что именно отсутствие артиллерии у частей 4-го сектора сыграло отрицательную роль в трагических событиях 29-го июня. Со слов офицеров-севастопольцев, оказавшихся в плену рядом с генералом Новиковым, последний неоднократно вспоминал, что предлагал Петрову и Октябрьскому перебросить часть артиллерии из 1-го сектора для защиты Корабельной стороны от немецкого десанта с Северной…
С утра 24 июня противник попытался отсечь выступ советской обороны в районе Инкерманских высот. Удар наносился в двух сходящихся направлениях. Первый удар наносился в район подножья горы Сахарная головка, где оборонялась 386-я дивизия. Второй удар наносился по позициям 3-го полка морской пехоты, который удерживал верховья южных скатов Мартынова оврага.
В течение дня противник, не считаясь с потерями, неоднократно атаковал позиции 3-го полка морской пехоты полковника С.Р. Гусарова и 386-й дивизии. Пользуясь удобной позицией и прикрываясь лесом, 3-й полк свои позиции удержал, хотя все сборные бетонные огневые точки на его участке были разбиты артиллерией. Атака на участок 388-й дивизии и 8-й бригады морпехоты оказалась так же неудачной. Значительное количество и удачное расположение дотов в этом районе позволило с большими потерями отбить атаки румынских войск. Части 18-й и 1-й румынских дивизий опять вели психические атаки на участках 8-й бригады морской пехоты и 386-й стрелковой дивизии. Сильным пулеметно-минометным и артиллерийским огнем все атаки врага были отбиты с большими для него потерями.
Пользуясь тем, что часть войск 3-го сектора была отвлечена на отражение атаки в верховьях Мартынова оврага, немецкие части неожиданно атаковали части 25-й дивизии (31-й полк), оборонявшиеся на участке от высоты с восточным Инкерманским маяком до бухты и отбросили их до Цыганской балки. Прорыв был осуществлен через железнодорожный тоннель. Вот как описывал Манштейн в мемуарах борьбу с гарнизоном Сухарной и Маячной балок: «…22-я дивизия во всей полосе своего наступления овладевает скалистыми высотами, обрывающимися у северного берега бухты. Особенно ожесточенный характер приобретают бои за железнодорожный тоннель на стыке между 22-й и 50-й дивизиями; из этого тоннеля противник значительными силами предпринимает контратаки. Наконец, прямым обстрелом входа в тоннель нам удается овладеть им...». Дот № 13 оказался в окружении. Вокруг дота до вечера сражалась группа из 30 бойцов. К 18 часам противник подтянул два 37-мм орудия, которые стали обстреливать дот. Доту удалось вывести из строя одно орудие, но попаданием в амбразуру дот был приведен к молчанию.
С 16.20 противник предпринял десять атак против 3-го полка морской пехоты полковника С.Р.Гусарова и 31-го стрелкового полка майора А.И. Жука. В ходе ожесточенных схваток все атаки вражеской пехоты были отбиты этими частями во взаимодействии с уцелевшими огневыми точками 4-го дивизиона дотов береговой обороны.
Поздней ночью 24 июня гарнизон Сухарной балки условным сигналом ракет получил разрешение взорвать штольни. Но поскольку минирование могло быть завершено лишь к полудню 25 июня, а в дневное время это сделать было невозможно, они решили продержаться еще день и в ночь на 26 июня взорвать штольни. Защитники арсенала с боем отходили к югу, т.е. к основным артиллерийским штольням. В этих боях погиб старшина В.И. Чугунов и много бойцов-арсенальцев. Враг захватил хозяйственный городок с мастерскими комплектации боезапаса, и к 24 июня прорвался к бухте между Сухарной и Маячной балками, разъединив обороняющиеся группы. Штурмовые группы немцев, поддержанные танками, повели наступление на артиллерийские штольни, расположенные на берегу бухты, и на склады в районе Маячной балки.
К ночи 24-го июня все доты были разбиты штурмовыми орудиями и наши бойцы вынуждены были отойти из здания за ворота арсенала, которые закрывали выход к причалам и штольням. В руках арсенальцев осталось 11 штолен и прилегающая к ним маленькая площадка до уреза воды. С утра 25-го июня возобновились атаки противника на склады в Сухарной балке. Гарнизон Сухарной балки состоял приблизительно из 130 человек (по состоянию на 25 июня). Мы уже вели речь о том, что кроме них на территории арсенала находились 70 человек из различных частей, присланных для погрузки боезапаса.