С утра 3 ноября противник возобновил артиллерийский и минометный огонь по позициям советских моряков, его пехота несколько раз поднималась в атаку, но продвинуться вновь не смогла. Только к ночи, когда возникла угроза окружения боевого охранения, оно было отведено в тыл.
В этот день противник атаковал и на других участках Дуванкойского узла обороны. Разгорелись ожесточенные бои, в которых советские войска проявили стойкость, решительность и отразили все атаки частей 132-й пехотной дивизии и бригады Циглера. Отражению наступления противника способствовал меткий огонь береговой батареи № 10 (командир – М. М. Матушенко).
4 ноября противник ввел в бой части подошедшей 50-й пехотной дивизии, и теперь вместе со 132-й пехотной дивизией они атаковали позиции защитников Севастополя. В ходе дневных боев части местного стрелкового полка и 8-й бригады морской пехоты отразили все атаки противника. Но к вечеру противнику удалось потеснить подразделения стрелкового полка и захватить несколько высот. Создалась угроза прорыва противника в долину реки Бельбек.
В этот же день, 4 ноября, приказом командующего войсками Крыма вице-адмирала Г. И. Левченко был образован Севастопольский оборонительный район (СОР) в составе Приморской армии, береговой обороны, главной морской базы Черноморского флота (севастопольский гарнизон) и всех морских и сухопутных частей, а также частей ВВС Черноморского флота, находившихся в районе Севастополя. Командующим Севастопольским оборонительным районом был назначен командующий Приморской армии генерал-майор И. Е. Петров. Начальником штаба СОР стал полковник Н. И. Крылов. Все войска, оборонявшие Севастополь, были объединены под единым командованием, что значительно улучшило управление ими. Приморская армия в это время завершала свой выход, а точнее – прорыв в Севастополь.
Забегая вперед, отметим, что Ставка ВГК, придя к выводу, что обороной Севастополя должен руководить, по примеру Одессы, флотский начальник, своей директивой от 19 ноября упразднила должность командующего войсками Крыма, а командование Севастопольским оборонительным районом возложила на командующего Черноморским флотом вице-адмирала Ф. С. Октябрьского. Генерал-майор Петров стал его заместителем по сухопутной обороне. Командующему СОРом подчинялись все силы армии, флота и авиации, находившиеся в Севастополе.
С утра 5 ноября 54-й немецкий корпус возобновил атаки на центральном участке передовой оборонительной полосы, особенно в районе Черкез-Керменского опорного пункта. Батальоны 3-го полка морской пехоты, понеся большие потери, вынуждены были отойти южнее Дуванкоя. Гарнизоны артиллерийских дотов в этом районе, расстреляв весь боезапас и взорвав оборонительные сооружения, отошли.
Противник силами 50-й пехотной дивизии с утра 6 ноября развернул наступление на Черкез-Кермен и хутор Мекензия, в направлении деревни Шули и долины Кара-Коба. Четыре дня защитники Севастополя героически сражались, отражая наступление вражеских войск. Примером героизма защитников Севастополя служит бессмертный подвиг, который совершили 7 ноября краснофлотцы И. Красносельский, Д. Одинцов, Ю. Паршин, В. Цыбулько под командованием политрука Н. Ф. Фильченко в районе Дуванкоя. Отважная пятерка удерживала занимаемые позиции от наступавших танков и пехоты противника. А когда кончились патроны, с последними гранатами и бутылками с горючей жидкостью герои бросились под вражеские танки. Погибли, но не пропустили врага к Севастополю. Всем пяти морякам Указом Президиума Верховного Совета было присвоено звание Героя Советского Союза.
Несмотря на более чем трехкратное превосходство в силах и средствах, противнику не удалось сколь-нибудь значительно продвинуться в сторону Севастополя. С 9 ноября его войска прекратили наступление. Взять Севастополь с ходу немецко-фашистским войскам не удалось.
В Севастополе 7 ноября была получена директива Ставки ВГК, в которой говорилось, что «с целью сковывания сил противника в Крыму и недопущения его на Кавказ через Таманский полуостров главной задачей Черноморского флота считать оборону Севастополя и Керченского полуострова всеми силами и ни в коем случае не сдавать Севастополь».
К вечеру 9 ноября к Севастополю основными силами вышла Приморская армия. В район Инкермана выходила 25-я стрелковая дивизия, в Севастополе сосредоточивалась 95-я стрелковая, в районе слоб. Рудольфа – 421-я стрелковая, 172-я стрелковая – в районе западнее Инкермана, 40-я кавалерийская выходила в Севастополь, а 42-я обеспечивала проход войск через Байдарские ворота.
После прибытия Приморской армии был издан приказ, определявший совместное использование ее войск и частей и соединений морской пехоты севастопольского гарнизона. По этому приказу полоса обороны Севастополя делилась на четыре сектора, командирами которых назначались командиры стрелковых дивизий с подчинением им всех войск сектора. При этом батальоны морской пехоты вливались в состав стрелковых полков, а полки и бригады морской пехоты оставались в оперативном подчинении. Приказ о такой организации сухопутной обороны СОР был подписан 9 ноября.
По этому приказу первый сектор обороняла 2-я кавалерийская дивизия, комендантом был ее командир полковник П. Г. Новиков, второй сектор обороняла 172-я стрелковая дивизия, комендантом был ее командир полковник Н. А. Ласкин, третий сектор обороняла 25-я стрелковая дивизия, комендантом был ее командир генерал-майор Т. К. Коломиец, четвертый сектор обороняла 95-я стрелковая дивизия, комендантом сектора был ее командир генерал-майор В. Ф. Воробьев. Стрелковые дивизии были доукомплектованы, организовано боевое и хозяйственное обеспечение.
Проведенные мероприятия способствовали созданию более надежной обороны Севастополя. Комендантами секторов были опытные боевые командиры, штабы дивизий умели организовать боевые действия, вся сухопутная оборона находилась в руках командующего Приморской армией. Назначение командующим СОРом командующего Черноморским флотом вице-адмирала Ф. С. Октябрьского сосредоточило в одних руках всю полноту власти по использованию всех сил флота и Приморской армии для выполнения боевых задач.
Артиллерия была распределена по секторам, при этом учитывалась малая живучесть орудий береговой и морской артиллерии. В первом секторе на 6 км фронта было выделено 12 орудий береговой обороны, из них 4 орудия калибром 130 мм и 8–152 мм. Во втором секторе на 10 км фронта было выделено 37 орудий, из них 4 орудия береговой обороны (калибром 152 мм). На 12 км фронта обороны в третьем секторе было 38 орудий, из них четыре орудия береговой обороны калибром 152 мм. В четвертом секторе было 36 орудий калибром 76–152-мм и орудия береговой обороны (12 калибром 130–152 мм и четыре калибром 203 мм). В распоряжении командования были две башенные батареи с орудиями калибром 305 мм по четыре орудия в каждой и до 30 полевых орудий в частях морской пехоты. В дотах и дзотах было установлено 82 морских орудия береговой обороны калибром от 45 до 130 мм.
С 10 ноября противник, подтянув резервы, силами 72-й пехотной дивизии начал атаки против первого и второго секторов обороны в районе хутора Мекензия и селения Аранчи. В это же время, заняв деревню Байдары, он полностью блокировал Севастополь по всему сухопутному фронту. К 11 ноября против Севастополя командование противника сосредоточило 72, 50, 132 и 22-ю немецкие пехотные дивизии. У противника было также 13 артиллерийских дивизионов, танки, бронемашины. Поддерживали сухопутные войска до 100 самолетов.
Ожесточенные бои разгорелись 13–18 ноября в первом и втором секторах обороны. Пехоте и танкам противника удалось захватить несколько высот. Войска 30-го армейского корпуса противника 14 ноября овладели старым фортом Балаклава. Сама Балаклава оставалась в руках защитников до конца обороны. Ожесточенные бои на этом направлении продолжались до 18 ноября. Наступление противника было остановлено на рубеже Балаклава – свх. Благодать– Камары.