Оперативное ядро бадаевской организации составили одесские чекисты: оперативный уполномоченный Т. И. Межигурская (в подполье ее звали «Тамара-первая», «Тамара-меньшая») стала связной командира отряда, оперативный работник П. И. Балонин руководил разведкой на железнодорожном транспорте и, как отмечается в документах румынской сигуранцы, «являлся одним из наиболее опасных сотрудников Бадаева по линии шпионской деятельности». Вместе с Балониным для связи с наземным отрядом, сформированным в основном для разведывательных действий в районе Одессы, Молодцов оставил П. Г. Шевченко; помощник коменданта УНКВД и инструктор стрелкового дела И. Н. Петренко в катакомбах стал командиром отделения и главным специалистом по самодельным минам; без его участия не обходилась ни одна подрывная операция. Вступили в ряды подпольщиков сотрудники различных служб управления НКВД: комсомольцы Иван Неизвестный (работал радистом отряда), Даниил Шендерг, Иван Гринченко, Харитон Лейбенцун.
Бойцами и разведчиками в отряд Молодцова вступали жители Одессы и ее пригородов. Как и чекисты, они добровольно оставались в тылу врага, были едины в своей ненависти к захватчикам и в стремлении освободить от чужеземной нечисти родную землю. Так, например, в отряд пришли И. И. Иванов — механик с парохода «Красный Профинтерн» (он стал в отряде командиром отделения подрывников) и его жена Г. П. Марцышек (ставшая связной командира отряда), старший шахтер из села Нерубайского И. Г. Гаркуша (подземный проводник отряда), братья Яков и Алексей Гордиенко. Яков (в отряде — «Яшуня») был связным Молодцова и командиром молодежной разведывательной десятки. Алексей выполнял функции разведчика. Молодым разведчиком был и Саша Чиков. 12 сентября 1941 года Молодцов, разговаривая с Москвой, сообщил, что для разведки и связи он подобрал замечательных юношей — он имел тогда в виду именно Якова и Алексея Гордиенко и Сашу Чикова. Связной у Молодцова была также комсомолка Тамара Шестакова (в подполье — «Тамара-большая», «Тамара-вторая»). Тамара Шестакова окончила медицинский техникум в Туапсе и имела специальность медсестры. В Одессу она прибыла вместе с группой запорожских партизан-чекистов. Разведчиков-рыбаков на Большом Фонтане возглавил Г. Н. Шилин. Хозяйкой большефонтанской конспиративной квартиры бадаевцев (ул. Панченко, дом № 4) стала рыбачка К. В. Булавина («тетя Ксюта»); она же заведовала складом, где были спрятаны 25 винтовок, 4 ящика взрывчатки, 5 ящиков патронов.
Сначала в бадаевской организации было 75—80 человек. Основные силы, предназначенные для ведения партизанских действий, сосредоточились в пригородных катакомбах около Хаджибеевского лимана — в районе сел Нерубайское, Усатово, Куяльник, Фомина Балка. Катакомбы имели сотни выходов, расстояние между ними доходило до 15 километров. Здесь же, в карьере № 4, разместился командный пункт Молодцова. База была заранее подготовлена в боевом и в других отношениях и обеспечена надежной радиосвязью с Москвой. Еще в августовские и сентябрьские дни, когда 4-я румынская армия и немецкие части, истекая кровью, все же продолжали ожесточенно атаковать оборонительные рубежи Одессы, катакомбы расчищались от завалов. Позднее туда было доставлено оружие, включая пулеметы, запасы продовольствия на 5—6 месяцев, литература, взрывчатка, необходимое в условиях подземелья «коммунальное» оборудование. В Одессе, «наверху», были оставлены пять-шесть небольших, хорошо вооруженных разведывательно-боевых групп, из пяти — семи человек каждая. Они были сведены в «верховой», или городской, отряд организации Молодцова, имевший свои боесклады и конспиративные квартиры.
При формировании отряда одесские органы государственной безопасности помогли Молодцову создать в Одессе и некоторых важных пунктах южного Приднепровья небольшую по численности (до полутора десятка человек) индивидуальную разведывательную сеть. Это были проверенные люди, имевшие опыт чекистской работы. В их задачу входило: сбор информации о противнике, проникновение в его «режим». Связь с Молодцовым они поддерживали как непосредственно, так и через его связных — Яшу Гордиенко, двух «Тамар» и Морцышек.
С началом боевых действий против оккупантов отряд в катакомбах и разведывательные группы в городе и в прилегающих к каменоломням селах значительно выросли.
«В добровольцах нет недостатка, — сообщал Молодцов в Наркомат государственной безопасности. — Вот где я ощущаю, что значит для чекиста опираться на массы…»
Уже 16, 17 и 18 октября партизаны-бадаевцы развернули активную боевую деятельность. В эти первые три дня оккупации Одессы их пули скосили не менее 60 фашистов. Спустя несколько дней полетел под откос первый вражеский эшелон. Для подрыва эшелона были использованы мины, изготовленные в подземном «арсенале» механиком Иваном Ивановым и им же опробованные на противнике. До конца 1941 года бадаевцы, базируясь на Нерубайские и Усатовские каменоломни, не раз вступали в бой с карателями, минировали шоссейные дороги, разрушали железнодорожное полотно на участке Одесса — Раздельная, пустили под откос четыре железнодорожных состава с боеприпасами и войсками. В ночь на 17 ноября группа во главе с Ивановым и Зелинским подорвала поезд-люкс, которым в Одессу ехали чиновники будущей администрации «Транснистрии» (так оккупанты наименовали советские территории между Днестром и Бугом, северная граница которых лежала на линии Могилев — Жмеринка); в этой операции было уничтожено до 250 оккупантов. Информацию о прибытии этого поезда добыл один из разведчиков-бадаевцев, а в катакомбы доставил ее Яша Гордиенко.
Каждый бадаевец был одновременно бойцом-мстителем, разведчиком и политическим работником среди населения. Документы, захваченные у врага, в частности доклад одесского центра румынской королевской службы специальной информации (ССИ-3) и доклад прокурора румынского военно-полевого трибунала, свидетельствуют о том, что бадаевцы не ограничивались диверсиями на железной и шоссейных дорогах и уничтожением вражеских солдат и полицейских в открытых схватках. Они распространяли среди населения антифашистские листовки, выявляли активных пособников и агентов фашистской охранки, выводили из строя автотранспорт, применяя специальные гвозди-шипы для порчи автопокрышек, готовили взрыв в германском консульстве, ликвидировали комиссара полиции Андрееску и префекта полиции города Одессы Поповича, которые чинили кровавые расправы и издевались над мирным населением. Патриоты обнаруживали военные объекты противника и сообщали о них в Центр, после чего советская авиация бомбила эти объекты. По заданию Москвы Молодцов готовился установить связь с киевским чекистским подпольем. Для этого под видом командировки за сырьем для пивоваренного завода в Киев должны были отправиться Николай Милан и Петр Вишневский. Во главе завода стоял бадаевский разведчик П. И. Продышко, пристраивавший на завод и других подпольщиков.