10 апреля 51-я армия прорвала фашистскую оборону, и с утра 11 апреля в прорыв был введен 19-й танковый корпус, который к середине дня овладел Джанкоем и устремился на Симферополь. В ночь на 12 апреля 87-я гвардейская дивизия 2-й гвардейской армии, преодолев вброд Каркинитский залив, вышла в тыл частям противника, оборонявшимся на Перекопе, и создала условия для прорыва всей обороны врага на этом направлении: наши войска ворвались в Крым.
Для Бирюзова теперь крайне важным оказалась тесная связь с партизанами. Им надо было менять задачу: если раньше партизанам предписывалось устраивать обвалы на дорогах и взрывать мосты, чтобы затруднить противнику отход, то теперь дороги нужны были советским войскам и надо было не допустить, чтобы противник разрушал их при отступлении.
Советские войска стремительно продвигались к Севастополю. 13 апреля Бирюзов, находившийся в тот день в войсках 19-го танкового корпуса, уже был в Симферополе. Фашисты не успели разрушить город: столь быстрым было их бегство. Со стороны Керчи с 11 апреля наступала отдельная Приморская армия, которая 18 апреля вошла в состав 4-го Украинского фронта. 15-16 апреля советские войска вышли на подступы к Севастополю и начали готовиться к штурму.
А штурм предстоял нелегкий. Противник превратил Севастополь в мощный укрепленный район. Были восстановлены и усилены железобетонные оборонительные сооружения, созданные советскими войсками при обороне города. Против каждой нашей роты враг имел в среднем 32 пулемета и 15 минометов. 72-тысячная армия обороняла Севастополь.
Толбухин и Бирюзов были очень расстроены тем, что не удалось ворваться в Севастополь на плечах отступавшего противника. 15 апреля Бирюзов, усталый и хмурый, в защитном, потемневшем от известковой пыли комбинезоне, вновь прибыл на КП 2-й гвардейской армии, размещавшейся в Саки. Сухо поздоровавшись, он с ходу обратился к командарму Г. Ф. Захарову: «Георгий Федорович, что же это вы застопорились у Бельбека? Вторые сутки ведете бои, а плацдарм не расширен. Я понимаю, ваши дивизии только еще на подходе, но надо торопиться. Противник уже пришел в себя, и чем дальше, тем будет труднее». Захаров вскипел: «Мы застопорились? А кто же прошел с боями двести километров за шесть дней?»
Бирюзов жестом остановил Захарова. 2-я гвардейская армия действительно продвигалась быстро. Но теперь ее продвижение застопорилось. Об этом следовало сейчас вести речь. Начальник штаба армии полковник П. И. Левин доложил обстановку, подчеркнул, что сопротивление противника по мере продвижения к Севастополю усиливается с каждым часом. «Вот-вот, — подхватил Бирюзов, — поэтому я и приехал. Надо торопиться. Скоро ли ваша артиллерия сможет нанести такой же удар, как на Перекопе?» Командующий артиллерией армии доложил, что к утру 500 орудий и минометов будут в готовности. Это примерно половина всей артиллерии армии. Но такая спешка может отрицательно сказаться на точности стрельбы. «Командующий фронтом, — сказал Бирюзов, — специально прислал меня, чтобы ускорить удар и расширить плацдарм на реке Бельбек. Дело за вами».
Затем Бирюзов стал, прикидывать возможные варианты расширения плацдарма. Взяв топографическую карту, на которой, по данным аэрофотосъемки, были указаны огневые позиции, опорные пункты, противотанковые рвы и минные поля противника, он обратился к Захарову: «Георгий Федорович, как вы расцениваете вот этот район?» — карандаш начальника штаба фронта уперся в высоту 76,9. «Эта высота меня интересует меньше всего, — ответил командарм, — она мне ничего не даст. Ведь снова придется прорываться в долину Бельбека, а затем штурмовать Мекензиевы горы. Лучше уж сразу захвачу гору, а с ними и высоту. Кстати, первая позиция на ее северном склоне уже в моих руках».
Около часа Бирюзов и командование 2-й гвардейской армии обсуждали, как лучше провести операцию, как с наибольшей эффективностью использовать авиацию. Не забыли и высоту 76,9, разработав тактику овладения ею. Бирюзов, одобрив план, уехал в штаб фронта.
Взять укрепленный район с ходу — задача очень трудная. Попытки 51-й и Приморской армий 19 апреля прорвать вражеские оборонительные рубежи успеха не имели. Необходимо было провести серьезную подготовку, чтобы решительным массированным штурмом овладеть городом. Для этого требовалось время. А как раз времени-то Ставка давала в обрез. И. В. Сталин неоднократно требовал от командования фронта поспешить с ликвидацией крымской группировки врага. Политическое и военное значение освобождения Крыма прекрасно понимал и Военный совет фронта. И все же он считал, что для успешного штурма надо произвести перегруппировку войск, подвезти горючее и боеприпасы. После переговоров со Ставкой А. М. Василевский, находившийся в Крыму с 11 апреля, добился от Сталина разрешения начать штурм 5-7 мая.
Штаб фронта работал круглосуточно. Под жесткий контроль были взяты сроки перегруппировки войск, обеспечение их всем необходимым для боя. Дело осложнялось тем, что все склады находились за Сивашем и в районе Керчи. Разведка фронта уточняла оборонительную систему противника и расположение его войск. Под Севастополь стягивалась вся артиллерия фронта, с тем чтобы при штурме создать небывалую для того времени плотность — 300 орудий на один километр фронта. В дивизиях создавались штурмовые группы, с ними проводились специальные занятия. Все это планировалось, распределялось и контролировалось штабом фронта и лично Бирюзовым.
Бирюзова интересовало буквально все: и как организовано взаимодействие, и как готовится к штурму артиллерия, что делается в службах тыла. Характерен такой эпизод. В один из дней подготовки штурма Севастополя он прибыл вновь на КП 2-й гвардейской армии, где заслушал командующего артиллерией армии И. С. Стрельбицкого. Неожиданно из соседней комнаты донесся сердитый голос Г. Ф. Захарова: «Поймите, сейчас не до ремонта санаториев. Перед армией стоит трудная задача — прорвать сильную оборону фашистов на Мекензиевых горах. Освободим Севастополь, тогда и займемся ремонтом здравниц». Бирюзов, прервав доклад Стрельбицкого, пригласил командарма. Выяснилось, что начальник санитарного отдела армии подполковник Д. К. Васюта предлагает силами выздоравливающих раненых, усиленных саперами и транспортом, организовать ремонт освобожденных здравниц, где потом разместить госпитали. Это-то и заинтересовало Сергея Семеновича. «Георгий Федорович, — обратился Бирюзов к командарму, — предложение кажется дельным. Я буду рекомендовать его 51-й и Приморской армиям. Вы же знаете, что в нашем распоряжении две недели на подготовку к штурму. А за это время начсанарм с помощью саперов успеет отремонтировать много помещений. Раненых вы будете лечить не где-нибудь, а на курортах! Здорово, а?!»
Захаров, еще колеблясь, ответил: «Начсанарм у нас хитрый. Сейчас говорит, что будет строить силами выздоравливающих раненых, «трудотерапией», а когда разрешу, попросит целую дивизию». — «Ну что ж, подкрепите его двумя-тремя саперными батальонами. Выйдет солидно». Прощаясь, Бирюзов добавил: «С радостью думаю, что раненые бойцы 2-й гвардейской армии будут лечиться в хороших условиях».
За несколько дней до начала штурма на Военном совете фронта был заслушан доклад Бирюзова о плане завершающего этапа Крымской операции. Главный удар согласно плану наносился со стороны Сапун-горы силами 51-й и Приморской армий, вспомогательный — через Мекензиевы горы 2-й гвардейской армией. Почему же командование фронта решило наносить главный удар через Сапун-гору, то есть именно там, где два года назад Манштейн штурмовал Севастополь и потерпел провал? Расчет Толбухина и Бирюзова как раз на этом и строился. Верное своему уже сложившемуся принципу — добиваться внезапности, командование фронта считало, что противник, помня печальный опыт Манштейна, не ждет удара отсюда. Кроме того, здесь была более танкодоступная местность и здесь же пролегал кратчайший путь к пристаням, захват которых лишил бы гитлеровцев возможности эвакуироваться морем.