По разработанным правилам прикрытие севастопольского порта одновременно должны были осуществлять от двух до четырех пар истребителей, эшелонированных по высотам в диапазоне от двух до шести тысяч метров. Кроме того, для усиления патруля назначались еще одна — две пары, находившиеся в готовности к немедленному взлету на земле. На практике даже такой, прямо скажем, небольшой наряд сил удавалось выделить крайне редко. Очень часто получалось, что количество атакующих советских истребителей заметно уступало числу немецких бомбардировщиков. Поскольку «чайки» не имели радиостанций, управлять их действиями на первых порах пытались выкладыванием полотнищ на земле — так, как это было предусмотрено довоенными уставами. Этот способ показал свою полную бесполезность, поскольку если нижняя пара еще могла что-то разглядеть, то верхние — точно нет. В конечном итоге все И-153 были дооборудованы радиостанциями силами техников из авиамастерских. Практически бесполезной оказалась в тот период радиолокационная станция РУС-2. Данные от нее передавались в штаб ПВО, но он перехватчиками не командовал (все истребители подчинялись исключительно штабу сухопутной авиагруппы) и связи с ними не имел. Кроме того, в условиях активной деятельности своей и вражеской авиации по наземным целям на расположенной вблизи линии фронта выделить группы немецких бомбардировщиков, идущих именно на бомбардировку порта, оказалось совсем не просто. Плохим на первых порах было и взаимодействие с зенитчиками, которые зачастую открывали огонь в тот момент, когда истребители готовились к атаке. Все это привело к тому, что деятельность советской авиации по защите севастопольского неба оказалась не слишком успешной. Вот краткая хроника событий:
1 ноября немецкая авиация (до 40 самолетов, включая обеспечивающие истребители) днем и вечером дважды бомбила корабли в порту. Получили повреждения тральщик «Т-405» и сторожевой катер СКА № 0140, погибли 6 и получили ранения 38 человек. Истребители по непонятной причине не оказали никакого противодействия нападавшим, но зенитчики доложили о сбитии одного Ju-87 и одного Bf-109.
Днем 2 ноября с аэродрома Бельбек на Херсонесский маяк перелетела часть 9-го иап, укомплектованного истребителями новых типов. Это позволило резко увеличить эффективность воздушной обороны. В тот день немецкая авиация десять раз небольшими группами атаковала город и порт, разрушив малярный цех судоремонтного завода и пять жилых домов. Корабли не пострадали. Погибли 9 мирных граждан, 41 человек получил ранения. Это не осталось безнаказанным. Лейтенант Катров из 9-го иап доложил о сбитии одного Ju-88, совместно с лейтенантом Елохиным — одного Bf-109. Старший лейтенант Ципалыгин из 8-го иап, летавший на «чайке», сбил Ju-88, летчики Максимов и Менаев по одному Fw-200 (очевидно, под ними подразумевались Не-111), Спиров — один поплавковый самолет неустановленного типа. Немцы подтверждают потерю как минимум одного Ju-88 из эскадрильи 7/KG 51, причем два члена его экипажа пропали без вести, а два других — погибли.
Германское командование учло этот урок, вследствие чего на следующий день над Севастополем появилось только два «юнкерса», сбросивших бомбы с большой высоты на аэродром Херсонесский маяк. В дальнейшем при налетах на порт и аэродром немецкие бомбардировщики придерживались следующей тактики: заходы делались с разных направлений со стороны моря (т. е. начиная с северо-западного до юго-западного). Высота бомбометания в хорошую погоду составляла 3000—4000 м, в пасмурную — до 1000 м. Следует отметить, что наибольшую активность немецкая авиация проявляла именно в пасмурные дни, причем большинство налетов осуществлялось не более чем составом одной эскадрильи и строилось на принципе достижения внезапности. Если раньше немцы атаковали базу последовательно идущими эшелонами ударных машин, что весьма упрощало организацию противодействия, то теперь интервалы между ударами могли быть любыми.
4 ноября германское командование предприняло попытку подавить советскую авиацию на аэродроме Херсонесский маяк сравнительно сильным ударом. В 11.39 над аэродромом появились девять Ju-88, которые были встречены воздушным патрулем, к которому быстро присоединились поднятые по тревоге истребители. В результате воздушного боя и преследования десять советских пилотов доложили о сбитии двух «юнкерсов» и подбитии еще трех. Немецкая сторона этих потерь не подтверждает, но в течение двух последующих дней налетов на Севастополь не было. Летали только разведчики, причем один из них 7 ноября был перехвачен и сбит парой «мигов» (ст. лейтенант Карасев и мл. лейтенант Иванов).
Советская сторона оценивала общий итог первого периода боев в свою пользу. В уже цитировавшемся донесении Н. А. Острякова С. Ф. Жаворонкову действия авиации СОРа характеризовались следующим образом: