Правда, толку от этой «армады» было мало. В течение мая летчики 10-го ИАК ПВО выполнили 142 вылета на патрулирование и перехват немецких самолетов, в основном одиночных разведчиков и охотников за железнодорожными составами. Однако при этом им ни разу не удалось даже установить визуальный контакт с целью, а в рапортах всякий раз писали: «самолет не дошел до объекта», «встреча не состоялась из-за разности высот», «цели не освещались прожекторами», «самолеты оказались своими», «наземная станция наводила на цель ошибочно». Эти факты показывают, в каком состоянии находилась советская ПВО к началу третьего года войны…
Также в ночь на 4 мая He-111H из KG27 бомбили позиции 2-й гвардейской армии в районе Бельбека. После этого бомбардировщики садились в Херсонесе, забрали оттуда раненых и после этого отправились обратно на аэродром Фокшаны, в Румынию.
Не остались в стороне советские дальние бомбардировщики. Сначала в 04.10 удар по позициям и немецкой 17-й армии севернее Севастополя нанесли 10 Ил-4 из 3-й гв. АД ДД, а затем в течение 20 минут по тем же целям отбомбились еще 36 самолетов. Всего с высоты около 2000 м было сброшено 52 тонны фугасных бомб. При этом в составе каждой из групп имелись самолеты-осветители, сбрасывавшие бомбы САБ-100.
Во время этого налета снова применялось светонаведение. На южной окраине села Мамашай были установлены зенитные прожекторы и зелено-белая электрострела, указывавшие на Северную бухту и Павловский маяк. Один прожектор и электрострела находились в 500 м севернее Шули, указывая курс 270 градусов, а еще прожектор и электрострела – на окраине Алсу с направлением на Совхоз № 10. При этом расчеты прожекторов каждую минуту должны были покачивать луч из зенита, указывая бомбардировщикам курс на цель. Линия фронта же обозначалась красными и зелеными осветительными ракетами.
Параллельно бипланы У-2 из 2-й гв. НБАД и А-20 из 6-й гв. БАД так же активно действовали над плацдармом, выполнив 480 вылетов.
4 мая над Крымом наконец установилась хорошая погода. Штурмовики и бомбардировщики 8-й ВА совершили 87 вылетов. При этом 33 Пе-2 и 31 Ил-2 нанесли очередной массированный удар по аэродромам Херсонес и 6-я Верста. По советским данным, там были сожжены и разбиты 9 самолетов, в том числе 1 Ю-88. При этом были сбиты 2 Ил-2 из 502-го ШАП, которые упали на немецкой территории в районе Бельбек―Любимовка. Оба экипажа – летчик лейтенант Николай Калашников и воздушный стрелок сержант Михаил Федечкин и летчик сержант Василий Ануфриев и воздушный стрелок Георгий Лукьяненко – пропали без вести. Также был потерян и 1 Пе-2.
Истребители произвели 222 вылета, провели 12 боев и сбили 3 ФВ-190 и 1 Ме-109. Все фоккеры были на счету летчиков 402-го ИАП: по одной победе одержали старший лейтенант Михаил Пивоваров – восточнее Инкермана, лейтенант Назир Конукоев – восточнее Севастополя и младший лейтенант Константин Алексеенко – в районе Мекензиевых гор.
Однако обратно не вернулись и 3 Як-1Б. Погиб лейтенант Шамиль Абдрашитов из 402-го ИАП, который успел выпрыгнуть на парашюте, но опустился в море и утонул. К этому времени он выполнил около 200 боевых вылетов и одержал 18 личных побед.
В тот день ВВС ЧФ совершили 60 вылетов. Флотская авиация снова атаковала конвой «Рихтер», который уже был в 30 км от входа в Севастопольскую бухту. Первыми по нему отбомбились 16 Ил-2 из 47-го ШАП, а затем 18 Ил-2 из 8-го ГШАП, которых прикрывали Як-9 из 6-го ГИАП. Однако попаданий они не добились, зато немецкие истребители сбили сразу 3 штурмовика и 1 истребитель. Погиб экипаж младшего лейтенанта Владимира Михайлова из 8-го ГШАП и пилот Яка старший лейтенант Павел Каледин.