Морская десантная группа состояла из 255-й бригады морской пехоты 393-го отдельного батальона морской пехоты, 290-го полка НКВД и 1339-го стрелкового полка 318-й стрелковой дивизии. Всего в десантную группу входило 6480 бойцов и офицеров, из них более 4 тыс. морских пехотинцев. На вооружении десантной группы находилось 41 орудие, 147 минометов и 53 станковых пулемета. Десантники имели на каждую винтовку - 300, на каждый автомат - 1000, на противотанковое ружье - 80, на ручной пулемет - 600, на станковый пулемет - 2500 патронов, на каждый миномет - 30 мин; у каждого бойца были ручные и противотанковые гранаты. Десантники имели на руках запас продовольствия на трое суток. Командовать высадкой десанта поручалось командиру Новороссийской военно-морской базы контр-адмиралу Г. Н. Холостякову. Весь морской десант делился на три самостоятельных отряда, каждому из которых ставилась конкретная задача. Первому отряду в составе 255-й бригады морской пехоты под командованием полковника А. С. Потапова приказывалось овладеть западным берегом на участке от Холодильника до мыса Любви; в дальнейшем во взаимодействии с западной сухопутной группой наступать через центр города и захватить высоту 307.2. Второй десантный отряд (командир отряда - командир 393-го обмп капитан-лейтенант В. А. Ботылев) в составе 393-го отдельного батальона морской пехоты и 290-го стрелкового полка НКВД должен был высадиться в порту, овладеть северным берегом порта от пристани Старо-Пассажирская до Лесной, затем, заняв район железнодорожного вокзала, выйти на северо-западную окраину предместья Мефодиевский и установить связь с первым десантным отрядом. Третий десантный отряд в составе 1339-го стрелкового полка 318-й стрелковой дивизии под командованием подполковника С. Н. Каданчика имел задачу захватить плацдарм на восточном берегу порта от Восточного мола до пристани Старо-Пассажирская и ударом с тыла помочь восточной сухопутной группе прорвать фронт и во взаимодействии с нею уничтожить противника в районе цементного завода "Пролетарий", поселок Адамовича Балка и предместье Мефодиевский. Для высадки этих трех отрядов Черноморский флот выделил 120 боевых и вспомогательных катеров, 28 моторных и гребных баркасов. Все эти плавучие средства были объединены в три отряда десантных кораблей соответственно тактическому делению десанта. Причем первый и третий отряды в свою очередь делились на группы в соответствии с боевым составом высаживаемого десанта и задачами по обеспечению высадки его тактических групп. Так, для переброски и высадки первого отряда десанта первый отряд десантных кораблей, которым командовал капитан-лейтенант П. И. Державин, имел 59 единиц и делился на три группы; второй (командир капитан-лейтенант Д. А. Глухов) включал 18 катеров, а третий отряд под командованием капитана 3 ранга Н. Ф. Масалкина имел 26 единиц плавсредств (состоял из двух групп).
Был создан также отряд обеспечения высадки десанта под командованием капитана 2 ранга В. Т. Проценко. Отряд обеспечения высадки имел 37 катеров, из них 32 торпедных катера, и состоял из четырех групп: прорыва, атаки берега, атаки порта и группы прикрытия операции с моря. Группа прорыва имела задачу уничтожить боносетевые заграждения во входе в порт и торпедированием молов в местах старых пробоин проделать проходы для катеров с десантом в Восточном и Западном молах. Группа атаки берега должна была торпедировать место высадки первого отряда десанта от мыса Любви до Западного мола. Группе атаки порта приказывалось ворваться в порт и торпедировать место высадки второго и третьего отрядов десанта. Группа прикрытия имела задачу не допустить прорыва кораблей противника в Цемесскую бухту и прикрыть десантную операцию с моря. Кроме того, выделялся отряд огневого содействия в составе трех эскадренных миноносцев. Этот отряд получил задачу в момент высадки десанта подавить артиллерию противника в районе Южная Озерейка, Глебовка, Васильевка и Борисовка{284}.Три бронекатера и четыре торпедных катера прикрывали вход в Цемесскую бухту. Пять катеров-тральщиков выделялись в отряд санитарных катеров для перевозки раненых.
Для обеспечения высадки морского десанта в Новороссийском порту и прорыва вражеской обороны в районе города кроме имевшихся в 18-й армии орудий и минометов выделялось 8 артиллерийских полков, 1 артиллерийская бригада 203-мм орудий, 1 минометный полк, 6 гвардейских минометных полков, 1 тяжелая гвардейская бригада реактивной артиллерии и 47 орудий Черноморского флота на берегу. Всего в распоряжении командующего 18-й армией имелось свыше 800 орудий и минометов. Кроме того, на участке прорыва было сосредоточено 227 установок гвардейских минометов (реактивная артиллерия). Для лучшего управления вся артиллерия была сведена в одну армейскую артиллерийскую группу. Для непосредственного обеспечения высадки и действий десанта выделялось 208 орудий, собранных в три подгруппы. Каждая подгруппа как бы закреплялась за одним десантным отрядом и своим огнем содействовала выполнению его задачи. Вся артиллерия подчинялась командующему 18-й армией. В течение 15 суток до начала операции группа артиллерии, состоявшая из 50 орудий калибра 152 мм и 203 мм, методическим огнем разрушала оборонительные сооружения противника. Общая артиллерийская подготовка должна была начаться за 16 минут до высадки десанта. За минуту до высадки огонь переносился в глубину обороны противника. Корректирование огня должно было осуществляться специальными постами, которые высаживались вместе с десантом. Эти посты снабжались радиостанциями. Для авиационного обеспечения Новороссийской наступательной операции Черноморский флот выделил 88 самолетов и 4-я воздушная армия - 60. Всего было 148 самолетов, из них - 58 истребителей, 36 штурмовиков и 54 бомбардировщика. На авиацию возлагалась задача обеспечить с воздуха высадку десантов, а в ходе операции еще и снабжать наступавшие части боеприпасами и продовольствием.
План десантной операции предусматривал в целях маскировки выход отрядов кораблей из Геленджика в море и их построение при лунном освещении, а после захода луны совершить переход к местам высадки. В это время наши самолеты должны были барражировать над бухтой, чтобы гулом моторов заглушить шумы двигателей десантных катеров. Переброску и высадку десанта предполагалось произвести двумя эшелонами. Первый эшелон в составе 255-й бригады морской пехоты, 393-го отдельного батальона морской пехоты и 1339-го стрелкового полка было решено посадить на суда в Геленджикской бухте; второй эшелон - 290-й полк НКВД - у пристани на 9-м километре Новороссийского шоссе и остатки 255-й бригады морской пехоты, входившие также во второй эшелон, - у Кабардинки. Посадку планировалось закончить к 21 часу, так как на переход десанта из Геленджика отводилось пять часов. Этого времени должно было хватить на то, чтобы высадку обоих эшелонов закончить до рассвета первой же ночи. Вдоль побережья от мыса Дооб до линии фронта на берегу Цемесской бухты устанавливались створные знаки - огни для навигационного обеспечения движения кораблей. Планировалась следующая очередность высадки десанта. Одновременно с началом артиллерийской подготовки торпедные катера, группы прорыва вырываются вперед и в течение 9 минут уничтожают боносетевые заграждения у входа в порт и огнем торпед расширяют старые пробоины мола. Затем катера высаживают на молы штурмовые группы, и те выставляют на концах мола сигнальные огни: "Путь свободен". За 13 минут до начала высадки катера группы атаки берега торпедируют побережье от мыса Любви до основания Западного мола. За 7 минут катера группы атаки порта врываются в бухту и за 4 минуты до начала высадки торпедируют берег и пристань в местах высадки десанта. В это время корабли десантных отрядов врываются в бухту и полным ходом идут к местам высадки. Одновременно с высадкой десанта в наступление должны перейти обе сухопутные группы 18-й армии.
Выполнение плана операции требовало исключительно четкого взаимодействия на море, суше и в воздухе, четкого управления. Руководство операцией возглавил командующий Северо-Кавказским фронтом генерал-полковник И. Е. Петров. Наши войска тщательно готовились к штурму Новороссийска. Еще задолго до начала операции все катера и мелкие плавучие средства оборудовались и приспосабливались для десантных действий. А в двадцатых числах августа началась подготовка сухопутных войск и флота. В подготовительный период развернулась интенсивная работа всех видов разведки. Действуя с суши, моря и воздуха, разведчики установили численность вражеской группировки, систему его огня на участках прорыва и высадки десантов. Перед началом операции командиры десантных отрядов с горы Маркотх лично просмотрели порт, места высадки, подходы к ним и ориентиры. Особое внимание уделялось специальной тактико-стрелковой и морской подготовке войск. В районе Геленджика были специально оборудованы по типу вражеской обороны укрепления. Полторы недели десантные части готовились к прорыву сильно укрепленных позиций. Подразделения, которым предстояло участвовать в десанте, тренировались вместе с кораблями Черноморского флота. Каждую ночь, часто в бурную штормовую погоду, морские пехотинцы отрабатывали четкие и быстрые действия при посадке на суда и высадке на берег. Командиры торпедных катеров тренировались в быстром уничтожении боносетевых дений. Большое внимание уделялось инженерной подготовке войск. Во всех соединениях имелись отряды разграждения и отряды закрепления захваченных рубежей, в частях и подразделениях прорыва - штурмовые группы. Во всех стрелковых подразделениях отрабатывались вопросы саперного дела: обнаружение и обезвреживание мин, преодоление заграждений. Все десантные отряды были обеспечены инженерным имуществом. Каждая десантная группа имела штурмовые мостики, "кошки", специальные легкие мостики для быстрого преодоления береговых укреплений и минных полей. В каждой группе были небольшие радиостанции для поддержания постоянной и устойчивой связи между группами. В связи с тем что начало операции намечалось на ночное время, все участники десанта получили специальные нарукавные опознавательные знаки.