Вражеские дивизии осадили Севастополь осенью 1941 года. Переброшенная на полуостров Отдельная Приморская армия генерала И. Е. Петрова, до этого оборонявшая Одессу, отступила к Севастополю и усилила гарнизон города. 4 ноября 1941 года был создан Севастопольский оборонительный район (СОР), состоявший из сил Отдельной Приморской армии, а также кораблей и авиации Черноморского флота. Командующим СОР был назначен вице‑адмирал Ф. С. Октябрьский, одновременно командующий Черноморским флотом. И. Е. Петров возглавил сухопутную оборону Севастополя.

Советские стрелковые войска и моряки были полны решимости отстоять Севастополь. В городе было налажено производство боеприпасов, миномётов, другого вооружения, создавалась глубокоэшелонированная оборона как на подступах к военно‑морской базе, так и на самих улицах Севастополя. Часть морских орудий переведена на берег для укрепления позиции сухопутных частей. Мощный огонь по врагу вели советские дальнобойные батареи, в том числе легендарная бронебашенная батарея № 35. Ключевыми районами СОР были Сапун‑гора, Малахов курган, Мекензиевы высоты. Пополнение в Севастополь доставляли крейсеры, эсминцы и подлодки Черноморского флота.

Первый штурм Севастополя начался сразу после выхода врага к городу 30 октября 1941 года и продолжался до 21 ноября. Город защищали тогда лишь небольшие части морской пехоты, учебные подразделения, ополченцы, поддержанные огнём береговых батарей и орудиями флота. Первоначально советские войска насчитывали около 20 тыс. человек. Но вскоре к ним присоединились основные силы Приморской армии. К середине ноября части СОР достигли уже 50 тыс. человек, но это было всё равно значительно меньше, чем находилось на тот момент в составе немецких и румынских соединений. Первый штурм провалился после нанесения нашими войсками сильных контрударов и обстрела немецких позиций береговыми батареями и кораблями флота, в том числе орудиями линкора «Парижская коммуна». Тем не менее неприятелю удалось полностью блокировать город с суши.

Второй штурм враг начал 17 декабря 1941 года. Вперёд пошли отборные дивизии 11‑й армии Э. Манштейна. Однако и этот штурм провалился благодаря героизму советских пехотинцев и моряков. Кроме того, в конце декабря 1941 года – начале января 1942 года советские войска высадились на Керченском полуострове и в Феодосии, в результате чего враг должен был перебросить на это направление часть дивизий из‑под Севастополя. На освобождённой территории Керченского полуострова образовался Крымский фронт под командованием генерала Д. Т. Козлова. В конце декабря Манштейн вынужден был отдать приказ о прекращении атак на Севастополь.

Ещё один советский десант в составе единственного батальона морской пехоты был высажен 5 января в Евпатории. Советские моряки действовали успешно и выбили румынский гарнизон из города. К ним на помощь пришли подпольщики и партизаны. Но затем враг, подтянув резервы, перешёл в наступление. Большинство советских воинов десанта героически погибли в неравном бою.

Отважно и дерзко действовали в Севастополе советские снайперы, на счету которых были тысячи убитых фашистов. Среди них была и самая результативная женщина‑снайпер в мировой истории Л. М. Павличенко, уничтожившая 309 солдат и офицеров противника. Когда в июне 1942 года она была ранена, её эвакуировали на Большую землю, а затем вместе с делегацией советской молодёжи Людмила посетила Канаду и США, встречалась с американским президентом Ф. Рузвельтом. В своих выступлениях в Америке она призывала мужчин вступать в армию, воевать с фашизмом и открыть наконец второй фронт для поддержки Советского Союза.

В перспективе освобождение нашими войсками Керченского полуострова могло стать прологом к освобождению всего Крыма уже в 1942 году. И такие планы у Ставки ВГК и командования Крымского фронта имелись. Однако недостаток сил и средств, а также ошибки советского военного руководства привели, напротив, к тяжёлому поражению на Крымском фронте и предопределили падение Севастополя. Лишь накануне наступления германской 11‑й армии оперативный отдел штаба Северо‑Кавказского направления (командующий маршал С. М. Будённый) сделал вывод о возможном сильном ударе противника. На тот момент Крымскому фронту катастрофически не хватало самолётов и танков. В составе объединения было всего 24 танка КВ, три Т-34 и 188 лёгких танков.

Немцы начали активную бомбёжку советских слабо подготовленных оборонительных позиций 7 мая 1942 года, затем в атаку перешли танки и пехота. Советские части оказались расчленены и быстро отступали к Керчи. 15 мая противник занял Керчь. При этом значительное внимание, силы и средства Красной Армии были отвлечены на организацию наступления под Харьковом, которое началось 12 мая. Однако наступление на Харьков, которое в перспективе могло привести к освобождению всей Левобережной Украины, окончилось провалом. Вскоре немцы развернули на южном фланге фронта своё генеральное летнее наступление на Кавказ и Сталинград.

Вскоре после взятия Керчи вражеские войска развернули свой последний — третий — штурм Севастополя, который начался 7 июня 1942 года. Враг методично бомбил и обстреливал город из самых тяжёлых орудий. Концентрация вражеской артиллерии при штурме Севастополя была наибольшей за всю войну. Немцы посылали на город снаряды тяжёлых гаубиц калибра 210, 300, 350 и 420 мм. Корабли советской военно‑морской базы, укрепления, воинов на фронте и мирных жителей на улицах Севастополя уничтожали самоходные мортиры «Карл» (калибр 600 мм) и сверхтяжёлое орудие «Дора» (800 мм).

Быстро прорваться к городу врагу не удалось, наши войска героически сражались у Сапун‑горы, бронебашенной батареи № 30, у подножия Мекензиевых высот. Но силы защитников таяли. Подвоз подкреплений становился всё более опасным, многие корабли были потоплены немецкой авиацией и подлодками. 30 июня немцы захватили Малахов курган. Пока держалась знаменитая 35‑я батарея, где был сосредоточен ещё оставшийся в живых командный состав СОР и артиллеристы. В конце концов проход морем к Севастополю стал возможен только на подводных лодках и воздухом. Эвакуация стала неизбежной. Однако эвакуировать все войска не представлялось возможным. Морем на подводной лодке был эвакуирован генерал И. Е. Петров, а на самолёте улетел вице‑адмирал Ф. С. Октябрьский. С ними покинули Севастополь несколько сотен командиров Красной Армии. Оставшиеся бойцы СОР сражались до последнего снаряда и патрона.

Подвигом защитников военно‑морской базы Черноморского флота и советских моряков стало спасение музейной панорамы «Оборона Севастополя» Ф. Рубо, посвящённой защите города в 1854–1855 годах. Живописную панораму вначале спасли из огня пожара после бомбёжки, а затем переправили в Новороссийск на последнем корабле, прорвавшемся в Севастополь, — лидере «Ташкент» под командованием В. Н. Ерошенко.

Защитники 35‑й батареи под командованием А. Я. Лещенко дали по врагу последний залп, а затем взорвали свои мощные орудия.

Бои в районе Севастополя — на мысе Херсонес — продолжались ещё некоторое время, пока у советских бойцов не кончились все боеприпасы. Тысячи наших солдат и моряков пытались уйти морем на небольших судах. Враг топил их и расстреливал оставшихся в живых. Десятки тысяч советских воинов оказались в плену, часто уже тяжелоранеными.

По советским данным, потери Красной Армии и флота в период обороны Севастополя составили более 200 тыс. человек, из них безвозвратные — более 150 тыс. человек. Немцы и румыны потеряли убитыми, пропавшими без вести, ранеными в боях под Севастополем более 300 тыс. человек.
Героическая оборона Севастополя 1941–1942 годов позволила связать боями в Крыму огромные силы гитлеровцев, понёсших тяжёлые потери, и выиграть драгоценное время, которое помогло Советскому Союзу сосредоточить все силы для отпора агрессорам.