10 апреля в районе Томашевки советские войска прорвали последний оборонительный рубеж противника и в образовавшийся прорыв вошли советские танковые соединения. Наступая на юго-восток, к исходу дня они овладели важнейшим опорным пунктом врага и крупным узлом дорог — городом и станцией Джанкой. Одновременно стрелковые соединения из района Томашевки ударом на юго-запад прорвались в район Воинки и вышли в тыл группировке противника, оборонявшей Перекопский перешеек. Это предопределило исход боев за Ишуньские позиции: оказавшись под угрозой охвата с фланга, противник начал отвод своих войск.
11 апреля перешла в наступление Отдельная Приморская армия, к 18 часам того же дня она овладела Керчью, а к исходу дня вышла на рубеж Аджибей — Султановка, с ходу вклинившись во второй рубеж обороны противника.
Таким образом, к исходу дня 11 апреля оборона противника была прорвана на перекопском направлении на глубину до 20 км, на сивашском — до 60 км и на керченском направлении — до 30 км. У частей Красной Армии, вышедших на оперативный простор, сразу же создалось выгодное положение для развития наступления на юг, вглубь Крымского полуострова.
С утра 12 апреля наши войска на всех участках начали стремительное преследование отходящих на юг вражеских войск. Далее все проходило по сценарию, очень похожему на события осени 1941 г. — только убегающие и догоняющие поменялись местами. Уже 15 апреля на северном направлении, а 17 апреля на восточном передовые отряды Красной Армии вышли к внешнему обводу Севастопольского укрепленного района. Как у германских войск в 1941 г., так и у советских 18–19 апреля 1944 г. попытка взять Севастополь с ходу закончилась провалом. Началась планомерная подготовка к решающему штурму.
В этот период советская разведка, отслеживая динамику эвакуации германских войск из Крыма, 20 апреля пришла к выводу, что через пять дней все войска противника будут перевезены на материк. А поскольку задача стояла именно в уничтожении германо-румынской группировки, а не в вытеснении ее в Румынию, то Военный совет 4-го Украинского фронта принял решение поторопиться и начать штурм Севастополя 23 апреля. Штурм был явно не подготовлен — но расчет делался на то, что основная масса войск противника уже будет находиться в процессе эвакуации и реальное сопротивление окажут лишь сравнительно малочисленные отряды прикрытия.
Конечно, разведка фронта не могла знать, что именно 20 апреля Гитлер отдал приказ об удержании крепости любой ценой. По этой причине всякая эвакуация германских войск была прекращена. Более того, в Севастополь по морю и воздуху перебросили два маршевых батальона, а также до полутора тысяч возвращающихся из отпусков солдат и некоторое количество артиллерии. На требуемом уровне оставались объемы снабжения боеприпасами и продовольствием.
Правда, из Севастополя суда пустыми не уходили. Полным ходом шел вывоз гражданского населения, частей, укомплектованных бывшими советскими гражданами, перешедшим на службу к гитлеровцам, а главное — румынских войск, которые к тому времени в основном потеряли всякую боеспособность и стали обузой для германского командования.
Второй штурм Севастополя, начавшийся 23 апреля, завершился практически ничем. За трое суток боев советские войска лишь на некоторых участках сумели захватить первые линии траншей. При этом наступающие понесли очень ощутимые потери. Например, в составе 19-го танкового корпуса на 23 апреля числилось 70 танков и 28 самоходных орудий, а 25 апреля в нем осталось 44 танка и 16 САУ. Дорогую цену заплатили и обороняющиеся. Точные потери немцев неизвестны, но с 21 апреля по 7 мая они только безвозвратно потеряли порядка 10 тысяч человек.
После этой неудачи представителю Ставки маршалу А.М. Василевскому и Военному совету фронта стало очевидно, что германские войска добровольно покидать Крым не намерены. Поэтому решили готовить очередной штурм. Сначала хотели его начать в праздник 1 мая, но потом решили, что пусть подарок будет запоздалый, но гарантированный. А потому с учетом времени, необходимого для тщательной подготовки операции, дату нанесения вспомогательного удара с северо-востока назначили на 5 мая, а нанесения основного удара через Сапун-гору — на 7 мая.
Третий штурм крепости, как и в 1942 г., стал для обороняющихся роковым. 9 мая советские войска освободили святыню отечественного флота — город-крепость Севастополь. В этот же день единственный оставшийся аэродром на Херсонесе стал досягаем для советской артиллерии, и вечером последние германские боевые самолеты улетели в Румынию. Немцы еще несколько дней оборонялись на последнем рубеже к югу от Стрелецкой бухты и 12 мая капитулировали в районе мыса Херсонес.