Тем временем транспорт «Тейя» после первых же налетов авиации прервал погрузку и спешно ушел в открытое море вместе с несколькими паромами «Зибель». В 09.20, когда крымский берег еще виднелся вдалеке позади, судно атаковали 5 Пе-2 из 40-го БАП, а через 5 минут – 3 торпедоносца Ил-4 из 5-го ГМТАП. Однако попаданий ни те ни другие не добились.
В 09.55 появились действовавшие на пределе дальности 6 Ил-2 из 8-го ГШАП, которым удалось добиться одного прямого попадания в «Тейю», еще несколько бомб взорвались в непосредственной близости, причинив повреждения корпусу вследствие гидродинамических ударов. Затем транспорт с 11.03 до 12.05 атаковали три пятерки Пе-2 из 29-го и 40-го БАП, но они не принесли результата.
Тем временем скорость «Тейи» из-за повреждений снизилась до 5 узлов, а рулевое управление вышло из строя. В 13.15 по судну нанесли удар 6 А-20 из 13-го ГМТАП, которые, используя топ-мачтовое бомбометание, сумели всадить в его борт две бомбы ФАБ-100. После этого «Тейя» окончательно потеряла ход и начала медленно погружаться. В 15.30 теплоход затонул в 37 км юго-западнее мыса Херсонес.
Находившиеся поблизости «раумботы» R35 и R164 и паром «Зибель» подняли из воды около 400 человек. Точное число погибших на «Тоттиле» и «Тейе» до сих пор неизвестно, по имеющимся данным, на них до начала воздушных атак успели погрузить не более 3000 человек.
В течение 10 мая флотская авиация атаковала в Черном море еще несколько групп вражеских судов. Так, 14 Ил-2 из 8-го ГШАП в 12.45 нанесли удар по нескольким паромам «Зибель», ушедшим от Херсонеса вместе за транспортом «Тейя», но затем отставшим от него. Затем их последовательно бомбили 5 Ил-4, 5 Пе-2 и 6 А-20, но без каких-либо серьезных последствий.
В 13.43 и в 14.52 две группы Ил-2 из 47-го ШАП нанесли удар по конвою под кодовым названием «Танне». В него входили сразу 15 БДБ, которые плотным зенитным огнем смогли успешно отбить этот налет. При этом был сбит штурмовик младшего лейтенанта Александра Жаркова, самолет рухнул в море, и экипаж погиб. Затем этот конвой подвергся еще четырем атакам: в 15.55 него атаковали 6 Ил-2 из 8-го ГШАП, в 16.03 – 5 Пе-2 из 13-й БАД, в 17.53–10 Ил-2 из того же 8-го ГШАП и в 18.23–15 Ил-2 из 47-го ШАП. Точных данных о потерях конвоя нет, но, вероятно, что как минимум была потоплена 1 БДБ.
Уже в сумерках налетам подверглись суда конвоя под кодовым наименованием «Профет». В 18.40 его атаковали 5 Пе-2, а через час – 3 Ил-4 из 5-го МТАП.
На прикрытие конвоев вылетали Bf-110G из II./ZG1, чьи экипажи затем доложили, что сбили 3 Ил-2. По одной победе одержали обер-лейтенанты Фрагг из 5-й эскадрильи (в 14.59), Мюллер (в 13.51) и Вилльхофф (в 13.52) из 6-й эскадрильи. По советским данным, кроме упоминавшегося выше штурмовика из 47-го ШАП, в тот день немецкими истребителями был сбит Як-9Д из 6-го ГИАП, его пилот – младший лейтенант Владимир Богданов – погиб.
Со своей стороны летчики того же 6-го ГИАП сообщили, что западнее Херсонесского маяка сбили 4 Ме-110. Успеха добились Герой Советского Союза капитан Михаил Гриб (10-я личная победа), помощник командира полка капитан Стефан Войтенко (тоже 10-я личная победа), лейтенант Владимир Воронов и младший лейтенант Борис Акулов (5-я личная победа). Кроме того, лейтенант Константин Стратейчук доложил, что в районе Севастополя сбил транспортный Ю-52.
Тем временем штурмовики и бомбардировщики 8-й ВА в течение дня 10 мая выполнили 290 вылетов. Их целями были суда в бухтах Казачья и Камышовая и грузившиеся на них войска, а также аэродром Херсонес, на которые они сбросили 58 бомб ФАБ-250, 751 ФАБ-100, 4 ФАБ-70, 192 ФАБ-50, 404 АО-25, 82 АО-10, 483 АО-8, 6685 АО-25 и 1160 ПТАБ и выпустили 559 РС-82. Согласно журналу боевых действий 8-й ВА, было уничтожено, повреждено и сожжено 62 автомашины, 2 автоцистерны, 1 танк, 5 складов с боеприпасами, 8 артиллерийских батарей и 1 зенитная батарея. В бухте Казачья «
Истребители в течение дня совершили 246 вылетов. Встреч с противником отмечено не было, что было неудивительно, поскольку все «Мессершмитты» и «Фокке-Вульфы» покинули Херсонес еще накануне вечером. В результате 8-я ВА в тот день не понесла никаких потерь впервые с начала операции по освобождению Крыма.