Еще 11 апреля к операции впервые подключилась дальняя бомбардировочная авиация: 3-я гвардейская авиадивизия дальнего действия (3 гв. АД ДД) и 7-я гв. АД ДД. Первая имела в своем составе два бомбардировочных полка (10-й гвардейский АП ДД и 20-й гвардейский АП ДД) и располагала 64 самолетами Ил-4, из которых 49 находились в боеготовом состоянии. В состав второй также входило два полка: 9-й гв. АП ДД и 21-й гв. АП ДД, располагавших 59 бомбардировщиками (35 исправны). Обе авиадивизии базировались на аэродроме Белая Церковь в 70 км юго-западнее Киева, используя в качестве запасных Умань и Ротмистровку (юго-западнее Черкасс). В ночь на 12 апреля бомбардировщики совершили налет на порт Констанца. Маршрут полета пролегал сначала на юг – до Одессы, затем на юго-запад вдоль побережья Черного моря. Однако при подходе к цели оказалось, что та практически полностью закрыта облаками, так что бомбы пришлось сбрасывать «по расчету времени», то есть фактически наугад. В 21.40–23.03 по цели отбомбились 53 Ил-4 из 3-й гв. АД ДД и 7-й гв. АД ДД. Данными о каких-либо потерях в Констанце автор не располагает, а вот в дунайском порту Галац, который был запасной целью, прямым попаданием бомбы был потоплен немецкий саперный штурмбот № 1045.
А в ночь на 15 апреля 54 Ил-2 совершили налет на порт и железнодорожный узел Севастополя. Маршрут полета проходил через Одессу―Караджу (западную оконечность Крыма) с выходом на цель с северо-западного направления. Таким образом, дистанция до цели составляла 700 км (в основном над советской территорией), при этом каждый Ил-4 нес 1000 кг бомб. Первая группа из 3-й гв. АД ДД вышла на Севастополь в 20.30 на высоте 5000 м. Внизу летчики видели стоящие на рейде и в порту суда, с которых пускались ракеты красного цвета, а также 30 прожекторов. Зенитный огонь велся только из района вокзала и с нескольких кораблей, при этом разрывы снарядов происходили значительно ниже высоты полета бомбардировщиков. В 21.00 над Севастополем появились уже «Ильюшины» из 7-й гв. АД ДД, сбросившие на город 13 осветительных, 104 фугасные и 106 тяжелых зажигательных бомб. Миссия прошла без боевых потерь, но 6 экипажей не смогли достичь цели из-за технических неисправностей. Один Ил-4 из 9-го гв. АП ДД во время рулежки на аэродроме провалился в яму, винт начал пилить грунт и оторвал левый мотор, после чего бензин хлынул из шланга и загорелся. Весь самолет в итоге сгорел. А во время вынужденной посадки в Ротмистровке лопнуло шасси у Ил-4 из 21-го гв. АП ДД. Самолет выкатился за пределы ВПП и скапотировал, при этом вспыхнул левый двигатель и машина так же полностью сгорела. Экипажи при этом не пострадали.
В ночь на 17 апреля 39 Ил-4 из 3-й гв. АД ДД и 20 Ил-20 из 7-й гв. АД ДД совершили налет на дунайский порт Галац, а на следующую ночь целью снова стал порт Констанцы. В результате в Галаце были потоплены новый учебный корабль ВМС Румынии Mircea (1939 г. постройки, водоизмещением 1604 тонны) и немецкий тяжелый штурмбот PiLB.379, а в Сулине, которая была запасной целью, прямым попаданием ФАБ тяжело поврежден румынский буксир Oituz. Правда, Констанце опять повезло, из-за сильной облачности экипажам опять пришлось сбрасывать груз как попало, целясь по разрывам зенитных снарядов. В ночь с 17 на 18 апреля 65 Ил-4 вылетели на бомбардировку железнодорожного узла Львов. Правда, задание прошло не совсем по плану, несколько самолетов из-за отказов матчасти сбросили бомбы преждевременно, кто-то не смог обнаружить город, в итоге цели достигли только 57 машин. При этом 7-я дивизия понесла крайне тяжелую потерю: над станцией Клепаров-2 зенитки сбили Ил-4, в экипаж которого входили сразу два Героя Советского Союза: пилот капитан И.И. Даценко, штурман капитан Г.И. Безобразов, а также радист сержант И.А. Светлов и начальник политотдела дивизии (!) гвардии майор М.А. Завирохин, который летел в качестве воздушного стрелка…