Тем временем погода начала портиться. Если на момент выхода волнение моря было 2 балла, то к 01.30 10 января начался настоящий шторм в 5 баллов. Сила ветра составляла до 7 баллов, температура воздуха опустилась до минус 2 градусов.
Десантные боты с маломощными моторами стало валить на борт и заливать волнами. В результате на дно Азовского моря ушли семь ботов: № 2, 19, 26, 27, 33, 40 и 47. Вместе с ними погибли практически все находившиеся на них десантники. ДБ № 34 (зав. № 509), на котором находились 69 человек, потерял ход и, приняв много воды, накренился на борт. Корабль унесло в Азовское море, но, к счастью, он уцелел, и его затем выбросило на Таманское побережье около Кучугур. С трех десантных ботов – № 24, 28 и 29 – удалось снять десантников, а сами боты отбуксировать в Тамань. Командир ДБ № 5, взявший на борт десантников с других ботов, самостоятельно принял решение повернуть обратно и смог благополучно дойти до пристани на косе Чушка.
В итоге в обоих отрядах высадки остались только пять десантных ботов. Кроме того, вместе с командой и десантом затонул бот ПВО № 29. Спастись удалось лишь одному командиру катера лейтенанту Лопатенко.
Тем временем в 03.00 штаб немецкого 5-го армейского корпуса получил первые сообщения о вероятной высадке десанта где-то к северу от Керчи. Установить же точный сектор помогла… советская дальнобойная артиллерия, которая ровно в 05.00, согласно плану, открыла огонь по мысу Тархан и его окрестностям. Планировалось, что первые суда с десантом вскоре достигнут берега, однако из-за шторма те двигались очень медленно и вышли в район высадки лишь в 08.05, уже после рассвета.
Сама высадка, как это уже было ранее в районе Эльтигена и Керчи, проходила в полном хаосе под сильным артиллерийско-минометным огнем. Прямыми попаданиями был потоплен десантный бот № 23. Первая группа – 374 человека – оказалась на берегу только к 09.50. Причем большая часть десантников высаживалась в 25–30 м от берега, в прибрежные ледяные волны, и при этом потонула значительная часть вооружения и боеприпасов.
Тем временем суда десанта начали подвергаться еще и ударам с воздуха. В 08.25 пара Ме-109 атаковала сторожевой катер № 048, который потерял ход и загорелся. При этом погибли находившиеся на катере командир 2-го отряда высадки капитан 2-го ранга Николай Кириллов и флагманский штурман отряда лейтенант Борис Бувин. Немного позже атаке с воздуха подвергся СКА № 0612, который тоже загорелся, после чего выбросился на берег около мыса Варзовка. Его командир капитан-лейтенант Николай Шатаев был смертельно ранен. Также в результате ударов авиации затонул бот ПВО № 21.
В конце концов, к 10.30 под огнем и бомбежками удалось высадить на берег 1765 бойцов. Десантникам удалось отчаянной атакой захватить две зенитные батареи, прожекторный пост и вещевой склад, заняв небольшой плацдарм.
Итоги операции оказались неутешительными. Азовская военная флотилия потеряла 2 сторожевых катера, 8 десантных ботов, 2 бота ПВО и 2 тендера. Были убиты 309 человек, утонули в море 413 десантников и моряков, и еще 284 числились пропавшими без вести. Позднее командующий Черноморским флотом вице-адмирал Лев Владимирский возложил вину за это не на контр-адмирала Георгия Холостякова, исполнявшего обязанности командующего флотилией, а на погибшего капитана 2-го ранга Николая Кириллова, посмертно обвинив его в «задержке движения отрядов высадки».
Параллельно с переходом судов Азовской военной флотилии к мысу Тархан началась подготовка к наступлению на плацдарме севернее Керчи. В течение ночи бипланы У-2 из 889-го НЛБАП и 46-го гвардейского НЛБАП выполняли беспокоящие налеты на вражеские позиции, а Су-2 и Р-5 из 650-го ББАП бомбили район Катерлеза.
Затем в 06.15 началась полуторачасовая артподготовка, после окончания которой части Отдельной Приморской армии пошли в наступление: 11-й Гвардейский СК – в районе высоты 71,3, а 16-й СК – южнее Булганака и в секторе высоты 133,3. Потеряв за день почти 2000 человек, они смогли немного потеснить противника, захватив первые линии траншей, несколько ДОТов и небольших высот, но далее развить успех не удалось.
10 января над Керченским полуостровом стояла хорошая погода, которая благоприятствовала действиям авиации. В течение дня ударная авиация люфтваффе бомбила как вновь образованный плацдарм и находившиеся поблизости от него суда Азовской военной флотилии, так и наступающие части севернее Керчи.
Так, I./KG4 свой первый вылет – в 09.30–11.35 – осуществила в район мыса Тархан. При этом бомбардировщики были атакованы шестеркой Р-39, которые подбили Не-111Н-16 W.Nr.162402 лейтенанта Вольфганга Шэфера из 1-й эскадрильи. Пилот и еще двое членов его экипажа – унтер-офицер Густав Котте и обер-ефрейтор Рудольф Мерм – были ранены. Шэфер совершил вынужденную посадку на живот на своей территории, при которой самолет получил новые тяжелые повреждения. В то же время бортстрелку унтер-офицеру Шрайеру из 3./KG4 была засчитана «Аэрокобра», сбитая в 10.54.