17 сентября 11-ю немецкую армию возглавил генерал Эрих фон Манштейн. К этому времени ее соединения форсировали Днепр и двигались в направлениях Крыма и Мелитополя. 3-я румынская армия, которая также перешла в оперативное подчинение Манштейна, находилась на западном берегу Днепра в районе Никополя. Первоочередной задачей немцы считали захват Крыма, так как базирующиеся на полуострове советские военные корабли и самолеты представляли угрозу жизненно важному для Германии румынскому нефтяному району Плоешти. Кроме того, ликвидация советского господства на Черном море, по замыслу гитлеровского командования, должна была оказать нужное влияние на Турцию, чтобы подтолкнуть ее к вступлению в войну.
План Манштейна заключался в наступлении на Крым с севера, со стороны суши, и поэтому немецким войскам необходимо было вначале преодолеть советскую оборону на Перекопском перешейке, связывавшем Крым с материком. Этот перешеек имел сравнительно небольшие размеры: ширину от 8 до 23 км и длину около 30 км. Манштейн полагал, что на Перекопе занимают оборону три советские дивизии 9-й армии, отступившие от Днепра. При условии хорошо оборудованных позиций они представляли для немцев серьезное препятствие. В последующем, уже после войны, Манштейн, чтобы оправдать высокие потери, понесенные во время этой наступательной операции, без стеснения увеличил в своих мемуарах число противостоящих ему дивизий на Перекопе до шести, однако в действительности там находилась всего одна 156-я стрелковая дивизия генерала П.В. Черняева из состава крымской 51-й отдельной армии. В критические моменты ей оказывала помощь 106-я дивизия полковника А.Н. Первухина, занимавшая полосу обороны по южному берегу Сиваша. Основные силы 51-й армии располагались либо внутри Крымского полуострова, либо были разбросаны по побережью, так как командарм Ф.И. Кузнецов более всего опасался морских и воздушных десантов противника, а опасность, исходившую с Перекопа, полностью игнорировал.
ВВС 51-й армии, спешно сформированной по приказу Ставки в середине августа, возглавил полковник В.А. Судец. В его распоряжении находилось всего около 80–90 самолетов в составе 182-го (МиГ-3) и 247-го (ЛаГГ-3) истребительных авиаполков и бомбардировочной группы Краснодарских курсов усовершенствования ВВС (36 СБ и 9 ДБ-3). По мере приближения фронта этого оказалось явно недостаточно, и поэтому для непосредственного взаимодействия с частями 51-й армии была создана также авиагруппа ВВС Черноморского флота. Она разместилась на аэродромах вблизи населенного пункта Фрайдорф (там располагался штаб группы), в связи с чем получила название Фрайдорфской. Первоначально в нее включили по одной эскадрилье из 8-го и 32-го ИАП, отдельные 96-ю и 101-ю истребительные эскадрильи, 95-ю ночную эскадрилью легких бомбардировщиков У-2 и гидросамолеты МБР-2 из состава 16-й и 18-й МРАЭ. Всего там имелось 76 самолетов, в том числе 32 И-16, 13 И-15бис, 7 Як-1, 3 И-153, 9 У-2 и 12 МБР-2. В процессе перебазирования на новые аэродромы добавились еще 3 Ил-2 из 46-й штурмовой эскадрильи и 70-я отдельная бомбардировочная эскадрилья (2 СБ, 2 Р-5 и 1 Р-10). Командиром Фрайдорфской авиагруппы был назначен майор А.З. Душин, но фактически распоряжался ей заместитель командующего ВВС ЧФ генерал А.А. Ермаченков. К боевым действиям группа приступила 16 сентября, совершив налеты на немецкие колонны у Новомихайловки и в районе железнодорожной станции Сальково. Всего в течение дня она выполнила 56 самолето-вылетов, из которых 30 — непосредственно на штурмовку вражеских войск.
Штурмовка наземных целей на Южном фронте в середине сентября по-прежнему являлась основным видом действий советских ВВС, для чего привлекались как бомбардировщики, так и истребители. Естественно, в условиях господства немецкой авиации в небе такие налеты не обходились без потерь. Так, в типичной оперативной сводке 51-й армии того периода говорилось: «Группа капитана Шумовского в составе пяти СБ под прикрытием восьми наших истребителей вела бой в районе Каховки, Костогрызово с восемью истребителями Me 109. В бою сбито два самолета СБ — ст. лейтенанта Зубарева и капитана Васильева, один наш самолет сел на нашей территории».
При бомбардировках нередко применялись ампулы с зажигательной смесью «КС». А.И. Покрышкин, штурмовавший со своим полком немецкие колонны западнее Мелитополя, вспоминал: