Находясь в Севастополе «Красный Кавказ» участвовал в обстрелах позиций противника. Так, 2 декабря крейсер доставил в Севастополь 1000 человек пополнения, 15 вагонов боеприпасов и 10 вагонов консервов. Получив задание обстрелять позиции противника, в ночь на 3 декабря, не отходя от стенки и продолжая выгрузку, «Красный Кавказ» открыл огонь главным калибром по станции Сюрень, затем по пересечению дорог севернее станции Сюрень и села Тиберти. В 14.00 3 декабря началась погрузка техники и войск. Одновременно корабль вел огонь по селу Тиберти и Бахчисараю. Погрузив зенитный дивизион, 750 красноармейцев и 350 эвакуируемых, в 19.30 крейсер отошел от стенки. Следуя вдоль берега, корабль обстрелял скопление войск противника в районе Черкес- Кермен, израсходовав 20 снарядов. Всего 3 декабря, «Красный Кавказ» выпустил по позициям противника 135 180-мм снарядов. 4 декабря он ошвартовался у стенки в Новороссийске.
8 декабря в 23.50 «Красный Кавказ» вошел в Севастополь, доставив пополнение его защитникам. Он ошвартовался у Торговой пристани и до 4.00 9 декабря закончил выгрузку. Затем, крейсер принял очередной дивизион зенитчиков. На корабль прибыл командующий флотом вице-адмирал Ф.С. Октябрьский (по приказанию из Москвы он направлялся в Новороссийск для разработки плана десантной операции в Крым). «Красный Кавказ» отошел от стенки, в охранение его вступил эсминец «Сообразительный». Утром 10 декабря крейсер прибыл в Новороссийск.
На борт «Красного Кавказа» поднимаются бойцы маршевого подкрепления для Севастополя, декабрь 1941 г.
Крейсер в числе других кораблей должен был участвовать в десантной операции на Керченский полуостров, но 17 декабря противник начал второе наступление на Севастополь по всему фронту. Ставка приказала немедленно доставить пополнение защитникам города. 20 декабря корабль принял 1500 бойцов и командиров 79-й особой стрелковой бригады, 8 минометов, 15 автомашин. «Красный Кавказ» под флагом комфлота Ф.С. Октябрьского в 16.52 вышел в море во главе отряда кораблей. На подходах к Севастополю погода ухудшилась, корабли вошли в полосу тумана, по этой причине отряд не смог войти в базу ночью и вынужден был прорываться в светлое время суток под огнем тяжелых батарей противника. В полдень 21 декабря отряд атаковали немецкие бомбардировщики, корабля отогнали их зенитным огнем. В 13.05 «Красный Кавказ» ошвартовался к пристани Сухарной балки. Высадив войска, крейсер принял 500 раненых и в 00.05 22 декабря вышел из базы. Из района Балаклавы «Красный Кавказ» обстрелял позиции противника, выпустив 39 снарядов. Вечером 23 декабря он прибыл в Туапсе и встал к причалу.
«Красный Кавказ» участвовал в Керченско-Феодосийской операции. На первом этапе операции он был включен в состав отряда корабельной поддержки отряда высадки «Б», который должен был высадиться у горы Опук. Крейсер с эсминцем «Незаможник» имели своей задачей с 5.00 26 декабря огнем своей артиллерии подавить батареи, огневые точки противника и поддержать десант, высаживающийся с канонерских лодок и сторожевых катеров в районе пристани Дуранде, у горы Опук. В 4.30 26 декабря крейсер и эсминец прибыли к месту высадки. Погода портилась, ветер достигал 7 баллов, волнение — 5 баллов. Весь день корабли маневрировали, ожидая десантные суда. Крейсер обстрелял район горы Опук, израсходовав 16 снарядов. К утру 27 декабря стало известно, что десант из Анапы не выходил, крейсер и эсминец вернулись в Новороссийск.
На втором этапе операции «Красный Кавказ» был включен в отряд корабельной поддержки отряда высадки «А». 28 декабря в Новороссийске он принял на борт 1586 бойцов и командиров передового отряда десанта, шесть 76-мм пушек, два миномета, 16 автомашин. Во главе отряда корабельной поддержки и высадки (2 крейсера, 3 эсминца, 2 БТЩ, 1 транспорт и 12 катеров МО) «Красный Кавказ» в 19.00 вышел в море. На корабле находились командир высадки капитан 1 ранга Н.Е. Басистый и командир отряда корабельной поддержки капитан 1 ранга В.А. Андреев, офицеры штаба высадки.
Буксир помогает «Красному Кавказу» выйти из порта, зима 1941/42 г.
29 декабря в 2.30 корабли прибыли в район Феодосии. В 3.45 отряд корабельной поддержки лег на огневой галс и открыл огонь по городу и порту. В 4.03 огонь был прекращен, и катера с первым броском десанта начали прорыв в порт.
Согласно диспозиции «Красный Кавказ» должен был швартоваться к наружной стенке Широкого мола левым бортом, с хода. В 5.02 он приблизился к стенке, однако швартовке мешал сильный отжимной ветер. Пришлось отходить и начинать подход к стенке заново. Только с третьей попытки, спустя два часа, подойдя задним ходом правым бортом к стенке, кораблю удалось ошвартоваться.
Все это время противник вел по крейсеру артиллерийско-минометный огонь. В 5.08 в надстройке разорвались первые две мины. В 5.21 шестидюймовый снаряд пробил боковую броню 2-й башни главного калибра и взорвался в боевом отделении. Большинство команды боевого поста погибло или было ранено. В башне вспыхнул пожар — загорелась электропроводка и краска. В лотке элеватора воспламенились пеналы с зарядами. Возникла угроза распространения пожара в артиллерийский погреб через нагруженный боеприпасом элеватор. Если бы это произошло гибель корабля была бы неминуема. На помощь комендорам пришли аварийные партии. Через 9 минут пожар ликвидировали, не прибегая к затоплению погреба, а через час башню ввели в строй, раненых бойцов заменили.
Мины и снаряды продолжали рваться на палубе и надстройках крейсера. Одновременно с высадкой корабль стрелял по огневым точкам противника. Огнем 100-мм орудий комендоры заставили замолчать батарею на городских высотах.
В 7.15 швартовка была, наконец, окончена, поданы сходни, и десантники устремились на берег. Но выгружать артиллерию и автомашины было невозможно из-за загроможденности причала. Противник продолжал обстреливать крейсер. В 8.08 последний десантник покинул корабль. Чтобы скорее отойти от причала, отклепали якорь цепь, обрубили швартовы и «Красный Кавказ» вышел из зоны обстрела на рейд.
С Феодосийского рейда корабль продолжал артиллерийским огнем поддерживать действия десанта. 29 декабря «Красный Кавказ» 14 раз был атакован авиацией противника, но все атаки были безуспешными, так как корабль огнем зенитной артиллерии и маневром мешал прицельному бомбометанию. В полдень 30 декабря «Красный Кавказ» обстрелял позиции противника у деревни Ближние Байбуги. К борту крейсера подошел транспорт «Азов», на него перегрузили оставшиеся на крейсере автомашины, пушки и боеприпасы. В 17.10 корабль вновь открыл огонь по скоплению войск противника. В 20.00 два торпедоносца Не-111 атаковали крейсер, но безрезультатно, торпеды прошли за кормой. Ночью 1 января 1942 г. командир высадки Н.Е. Басистый со своим штабом перешел на эсминец «Сообразительный», а крейсер направился в Туапсе. Всего за время операции было израсходовано 70 180-мм, 429 100-мм и 475 45-мм снарядов. Потери составили 27 убитых и 66 раненых. В корабль попало 12 снарядов и 5 мин, на нем возникло 8 пожаров, которые были ликвидированы.
По прибытии в Туапсе крейсер получил указание «следовать в Новороссийск». 2 января 1942 г. в полночь «Красный Кавказ» встал на якорь на Новороссийском рейде, из-за начавшегося шторма он не мог войти в порт. Только утром 3 января крейсер подошел к причалу и тут же получил приказ — принять 224-й отдельный зенитный дивизион и доставить его в Феодосию. К 19.00 на корабль были погружены 12 орудий, 3 пулемета «М-4», 2 кухни, 10 грузовых и одну легковую автомашины, 2 тягача, 1700 ящиков со снарядами и 1200 бойцов и командиров. Особенность операции 3–4 января 1942 г. заключалась в том, что крейсер уже имел повреждения: 8 пробоин в борту, которые были заделаны подручными средствами, вышел из ряд приборов управления кораблем. Штаб флота предполагал, что крейсер успеет войти в Феодосийский порт, разгрузиться и отойти на безопасное расстояние в темное время суток. Но командование Новороссийской базы не обеспечило своевременный выход корабля, и он задержался на 4 часа.