Советские люди помнят имена одесских женщин, отважно сражавшихся с врагом. Пулеметчица Нина Онилова уничтожила во время обороны Одессы и Севастополя свыше 500 вражеских солдат и офицеров. На счету прославленного снайпера Людмилы Павличенко 187 фашистов, убитых только под Одессой.
На протяжении первой декады сентября в отдельных наших полках число бойцов не превышало 170–300 человек. Местные людские резервы были исчерпаны. Ставка Верховного Главнокомандования за время с 5 по 12 сентября направила в Одессу 15 маршевых батальонов общей численностью 15 198 человек.
13 сентября фашисты вновь перешли в генеральное наступление. 18 сентября в Одессу прибыла на кораблях из Новороссийска 157-я Кубанская стрелковая дивизия полковника Д. И. Томилова, было доставлено сюда 70 орудий, 15 танков, 81 автомашина, а через несколько дней подошел дивизион реактивных минометов («катюш»).
Преодолевая огромные трудности, обходя минные заграждения, отбивая атаки подводных лодок и фашистских воздушных пиратов, в Одессу из крымских и кавказских портов шли транспорты с людскими резервами, боевой техникой и продовольствием.
Врагу был нанесен сильный контрудар в восточном секторе обороны. Начался он в ночь на 22 сентября высадкой десанта морской пехоты в районе с. Григорьевка. В 8 часов утра после артподготовки перешли в наступление 157-я и 421-я стрелковые дивизии, которые к концу дня 22 сентября освободили хутор Шевченко, села Ильичевка, Гильдендорф (ныне — Красноселка) и соединились в районе Александровки с десантниками, которые к тому времени овладели Чабанкой, Старой и Новой Дофиновками. Наземным войскам оказали большую помощь огнем своих орудий корабли Черноморского флота. Так советские войска разгромили пополненные перед тем 13-ю и 115-ю румынские пехотные дивизии. Противник был отброшен от Одессы на 5—10 км на северо-восток. Город, порт и корабли Черноморского флота стали недосягаемыми для огня вражеской артиллерии с востока. Фашисты потеряли около 6 тыс. солдат и офицеров. Защитники Одессы захватили 33 орудия, шесть танков, 2 тыс. винтовок, 110 пулеметов, 15 тыс. мин и много боеприпасов. К концу сентября 1941 г. оборона Одессы настолько укрепилась, что враг вынужден был временно отказаться от значительных наступательных действий.
Защитники Одессы были полны решимости продолжать борьбу. Но к тому времени резко ухудшилось положение советских войск в Крыму. В связи с этим Ставка Верховного Главнокомандования 30 сентября 1941 г. издала директиву об эвакуации войск Одесского оборонительного района, чтобы ими усилить оборону Крымского полуострова.
В целях дезориентации противника относительно начала эвакуации и срыва его нового наступления части 25-й стрелковой и 2-й кавалерийской дивизий 2 октября нанесли удар в южном секторе обороны. Второй удар других частей этих дивизий был предпринят после того, как враг заподозрил эвакуацию. Перейдя в наступление 9— 10 октября на юго-западе, они разгромили 10-ю румынскую дивизию и ликвидировали прорыв в районе с. Татарки (ныне — Прилиманское).
Успешные атаки советских войск дезориентировали противника. Данные его разведки о подготовке эвакуации Одессы были поставлены под сомнение, и враг с 12 октября временно прекратил атаки. Этому способствовало также проведение других мероприятий, в частности изданные специально приказы о подготовке обороны Одессы в зимних условиях.
Одновременно ускоренными темпами готовилась эвакуация. Предполагалось в ночь на 16 октября, под прикрытием арьергардов, отвести с фронта все силы, посадить их с марша на корабли и немедленно выйти в море. Почти всю ночь на 16 октября авиация и артиллерия противника обстреливали передний край нашей обороны, но войск там уже не было. К третьему часу ночи главные силы закончили посадку на корабли и вышли в море. Последние транспорты с отрядами прикрытия и командованием Одесского оборонительного района отошли от причалов после того, как была взорвана береговая артиллерия.
С 1 по 16 октября из Одессы в Крым и на Кавказ было переправлено около 86 тыс. бойцов и командиров Отдельной Приморской армии и военно-морской базы, 15 тыс. человек гражданского населения, 462 орудия, 24 танка и танкетки, 16 бронемашин, 1158 автомашин, 500 автомобильных моторов и разное оборудование заводов и порта. Для эвакуации были использованы 24 транспорта водоизмещением 159 тыс. т, которые сделали 51 рейс, и 23 военных корабля, совершивших 33 рейса. Черноморский флот успешно справился с тяжелым и ответственным заданием.