Получив доклад о продолжавшейся активности немцев на аэродромах Херсонес и 6-я Верста, командующий 8-й ВА приказал нанести по ним повторный удар. Аэродромы штурмовали 23 Ил-2 и 80 истребителей, которые группами по 6― 12 самолетов пикировали с высоты 3000 м до бреющего полета. В их числе были 10 Як-9 из 812-го ИАП, атаковавших аэродром 6-я Верста.
Всего по итогам операции летчики доложили, что на аэродроме Херсонес были сожжены и разбиты 2 Ю-52, а на аэродроме 6-я Верста – 8 Ю-87 и 3 Ю-52. По данным противоположной стороны, в тот день после полученных повреждений были списаны 8 Ju-87D-3, оставленных румынской Gr.3 Pic еще 10 апреля перед своей эвакуацией из Крыма, а также 3 самолета из III./SG3.
При этом 289-я ШАД потеряла три самолета. Ил-2 зав. № 8809 младшего лейтенанта Виктора Андреева из 686-го ШАП и 2 Ила из 947-го ШАП: зав. № 6840 штурмана полка капитана Алексея Некрасова и зав. № 8787 лейтенанта Василия Санченко. Все три экипажа пропали без вести. Еще 11 штурмовиков этой дивизии получили различные повреждения от зенитного огня.
Безвозвратные потери 206-й ШАД составили 2 Ил-2: младших лейтенантов Виктора Егорова из 503-го ШАП и Алексея Будяка из 806-го ШАП, о судьбе их экипажей также ничего не известно. Были подбиты по 3 самолета из этих полков, которые смогли дотянуть до своей территории и совершить вынужденные посадки.
Также в результате ударов Ил-2 и Пе-2 были уничтожены, повреждены и сожжены 9 танков, 66 автомашин, 2 автоцистерны и тягач, 5 полевых и 1 зенитная батарея, 5 складов боеприпасов и склад горючего. В порту Севастополя прямым попаданием бомбы ФАБ-100 была потоплена баржа, были отмечены попадания еще в 2 судна, на которых возникли пожары.
Также вражеские позиции юго-восточнее Севастополя атаковали Ил-2 из 214-й ШАД, входившей в состав 4-й ВА. Они выполнили 24 вылета, уничтожив 10 автомашин и 5 повозок и подавив огонь 2 малокалиберных зенитных батарей. При этом зенитным огнем были подбиты 2 самолета из 622-го ШАП: лейтенант Владимир Догаев совершил вынужденную посадку в районе Симферополя, а лейтенант Александр Дубенко, израсходовав все топливо, – на аэродроме Карагоз. При этом у последнего при посадке на фюзеляж отвалился хвост. Также был подбит Ил-2 младшего лейтенанта Михаила Матвеева из 190-го ШАП, который затем совершил посадку на брюхо севернее Алушты. Самолет при этом был полностью разбит, но его экипаж не пострадал.
23 апреля истребители 8-й ВА совершили 556 вылетов, провели 21 бой и сбили 8 ФВ-190 и 2 Ме-109. Активность их «соседей» из 4-й ВА была значительно ниже: Як-1 и ЛаГГ-3 из 229-й ИАД выполнили соответственно по 12 и 14 вылетов, главным образом на разведку, а Р-39 из 329-й ИАД – 62 вылета и провели два воздушных боя, сбив 2 ФВ-190.
«Аэрокобры» из 9-го ГИАП, входившего в состав 8-й ВА, в боях юго-западнее Севастополя сбили 3 фоккера. По одной победе были на счету Героя Советского Союза капитана Владимира Лавриненкова, лейтенантов Ивана Малькова и Николая Остапченко. При этом подбит один Р-39, который затем разбился при посадке на аэродроме, летчик не пострадал.
Еще один ФВ-190 в районе села Кокозы сбил старший лейтенант Алексей Загрядский из 291-го ИАП, а лейтенант Олег Макаров из 402-го ИАП восточнее Маяка – Ме-109.
Р-39 из 101-го ГИАП из состава 4-й ВА в секторе Севастополь – 6-я Верста тоже сбили 3 фоккера, по одному самолету были на счету старшего лейтенанта Ивана Похлебаева, лейтенанта Бориса Дементеева и младшего лейтенанта Николая Лукашева.
В тот день штурмовики из II./SG2 совершили пять групповых вылетов из Херсонеса: в 05.15, в 06.05, в 09.25, в 14.00 и в 17.00. При этом были потеряны 2 самолета: FW-190F-3 был сбит над сушей, а FW-190A-5 W.Nr.15607 – над морем. Пилот последнего – фельдфебель Фритц Бёллинг из 5-й эскадрильи, получив ранение, выпрыгнул на парашюте. Ему повезло, и его подобрал «раумбот» из охранения следовавшего в Севастополь конвоя. Также во время отражения налета на Херсонес был сбит Bf-109G-6 W.Nr.140071, его пилот – унтер-офицер Вольфганг Райхенштайн из 6./JG52 – получил тяжелое ранение, но все же смог сесть на фюзеляж.