С 9 ноября немецкая авиация над Севастополем заметно активизировалась. По-видимому, это было связано с тем, что со второй половины 8 ноября в поддержке войск СОРа начали принимать участие крейсера «Червона Украина», к которому на следующий день присоединился «Красный Крым». За 8—12 ноября оба крейсера расстреляли более 500 130-мм снарядов. Их огонь мешал продвижению немецких войск в районе Черкез-Кермен, а после возобновления наступления 11 ноября — в районе Балаклавы. Это не осталось не замеченным немецкой воздушной разведкой. В течение 9-го самолеты люфтваффе семь раз атаковали порт, совершив около 75 самолето-пролетов. В городе взорвалось до 70 крупных авиабомб, пострадал морской госпиталь, но корабли так и остались неповрежденными. К сожалению, советские истребители не смогли оказать противнику должного противодействия. Лишь мл. лейтенант Маркитанов на Як-1 при отражении налета в 08.55 доложил о сбитии одного Ju-87 (не подтверждено). Спустя два часа при взлете по тревоге на самолете Маркитанова забарахлил мотор, и «як» упал в море. Летчику, к счастью, удалось выбраться из машины, после чего его спас торпедный катер.
10 ноября база пережила еще один массированный налет — вечером 12 немецких бомбардировщиков сбросили на город и порт 42 тяжелые авиабомбы, сумев разрушить один из цехов судоремонтного завода. Перехватить самолеты противника нашим истребителям не удалось. То же произошло на следующий день, когда немецкая авиация совершила один дневной (силами пяти бомбардировщиков) и один вечерний (по-видимому, для минирования) налеты на порт.
Переломный момент наступил 12 ноября. С утра над городом висела низкая облачность, было пасмурно и туманно. Налетов немецкой авиации не ожидалось. В 09.00 управляющий огнем крейсера «Червона Украина», получив заявку от корректировочного поста, открыл огонь из четырех орудий правого борта по скоплению вражеских войск под Балаклавой. После восьми залпов было доложено о поражении цели, последовала команда дежурного артиллериста: «Дробь, орудия на ноль». Это были последние залпы главного калибра «Червоной Украины».
Перед самым обедом, когда бачковые уже выстроились в очередь у камбуза, была сыграна боевая тревога. В направлении от Павловского мыска на город заходила девятка бомбардировщиков Не-111. На некотором расстоянии от них двигалась еще одна группа из трех машин. Ими являлась тройка Ju-87 из группы I/StG 77, ведомая командиром эскадрильи капитаном Ортхофером. Самолеты шли на высоте около 3000 м курсом на крейсер. Первой открыла огонь спаренная носовая 100-мм зенитная установка, к ней сразу присоединилась такая же установка с правого борта в корме. Вокруг самолетов начали вспыхивать белые облачка разрывов. Видно было, как строй «хейнкелей» начал распадаться, не дойдя до береговой черты Южной бухты. Первая девятка сбросила бомбы на Корабельную сторону и акваторию судоремонтного завода. В этот момент крейсер атаковала замыкающая тройка «юнкерсов». Первая бомба массой 250 кг разорвалась по правому борту на расстоянии 5—7 м от корабля в районе шкафута. Крупный осколок попал в помещение лазарета и вызвал пожар. За первой бомбой сразу же последовала вторая такой же мощности. Она пробила верхнюю палубу по левому борту и разорвалась в механической мастерской, образовав пробоину в палубе диаметром около 10 м. Четвертый торпедный аппарат был сорван с места и сброшен в воду. Возник огромный очаг пожара, который мгновенно соединился с пожаром, пылавшим на правом борту.
Огонь быстро распространялся по развороченному взрывом деревянному настилу верхней палубы, охватывая ростры, кормовой мостик и надстройки. Огромный язык пламени взвился к небу. Когда огонь достиг бочек с бензином, находившихся на левом шкафуте, они, пробитые осколками, катались по палубе, разливая бензин, который тут же вспыхивал. Шкафут горел от борта до борта, огненный столб достигал до высоты грот-марса. Пламя вот-вот грозило перекинуться на третий торпедный аппарат, заряженный боевыми торпедами. Бушевавшим огнем корабль был поделен на две части. Борьба с пожаром велась одновременно с трех сторон и спустя 20 минут завершилась победой экипажа. Куда хуже было начавшееся в результате близкого разрыва первой бомбы затопление кормовых котельных отделений, которые морякам вскоре пришлось оставить.