Севастопольская группировка была усилена танками и штурмовыми орудиями сводного дивизиона штурмовых орудий, который был сформирован из остатков 191-й и 279-й бригад (23 штурмовых орудия) и танков 51-й и 52-й танковых рот румын (16 танков). Артиллерия состояла из тех орудий, которые удалось спасти при отступлении 49-го корпуса. Правда, основной рубеж обороны был хорошо укреплен, его оборонительные сооружения прикрыты колючей проволокой, но железобетонные ДОТы в глубине обороны существовали лишь в тактически важных секторах.
Первый рубеж, проходивший в километре восточнее высоты 178,2, Сапун-гора, развилка шоссе восточнее колхоза Большевик и далее на юг к морю, имел вдоль всей линии фронта сплошные мощные минные поля из противотанковых и противопехотных мин, траншеи полного профиля глубиной до 2 метров и проволочные заграждения в 3–5 рядов. Через каждые 25–30 метров в траншеях были подготовлены площадки для автоматического оружия и примерно через каждые 150–200 метров расположены ДОТы и ДЗОТы. Всего на участке южнее Сапун-горы, колхоза Большевик и берега Черного моря располагалось до 160 ДОТов и ДЗОТов. Первый рубеж в своей основной части проходил по господствующему над окружающей местностью хребту Сапун-горы и далее по безымянным высотам, имеющим крутые восточные скаты, что в сочетании с инженерными сооружениями делало эти позиции практически неприступными.
Второй оборонительный рубеж, состоявший из противотанкового рва, развитой системы траншей, проволочных заграждений и минных полей, проходил от южного берега Северной бухты, восточнее слободы Корабельная, по восточным скатам высоты 165,1, восточнее высоты 172,7, совхоз № 10 и восточнее бывшего монастыря Георгиевский. Третий оборонительный рубеж, имевший в своей северной части противотанковый ров и в южной части — защитный вал, проходил по западному берегу бухты Стрелецкая, восточнее отметки 80,0 и далее вдоль оборонительного вала. Он также имел развитую систему траншей и проволочных заграждений, а на отдельных участках и минные поля. Рубеж был усилен и прикрывался большим количеством РСЗО и минометов (до 1200 единиц). Последний рубеж проходил по западному берегу бухты Камышевая, отметка 44,1 и далее на юг до берега моря.
Вторая и третья оборонительные линии, где дислоцировались резервы, были значительно слабее первой. Старые форты и железобетонные укрытия не были восстановлены и использовались лишь как госпитали и пункты сосредоточения войск. Укрепления в юго-восточном секторе внешнего обвода города были более слабыми, а траншеи недостаточно глубокими. 5-й корпус не имел тяжелой артиллерии, не хватало и тяжелого стрелкового оружия. 98-я пехотная дивизия оказалась без шанцевого инструмента. Кирки и лопаты пришлось собирать по всему укрепрайону, а саперам срочно изготовлять к ним рукоятки. Только после этого началось сооружение земляных укреплений.
27 апреля перед лицом неотвратимо надвигающейся катастрофы генерал-полковник Енеке направил в штаб группы армий «Южная Украина» телеграмму, предназначенную Гитлеру. Шернер немедленно передал ее в ставку фюрера. Енеке, который тремя днями ранее сделал запрос относительно двух дивизий, обещанных ему в качестве подкрепления, теперь категорически требовал немедленной присылки одной дивизии, а также просил предоставить ему «свободу действий».
Для Гитлера последние слова были крамолой. Генерал Енеке был вызван в ставку для доклада и 1 мая отстранен от командования армией. Новым командующим был назначен командир 5-го армейского корпуса генерал-полковник Альмендингер. Лишился своего поста и командир 49-го корпуса генерал Конрад. Его преемником стал генерал Хартманн.
Новый командующий 17-й немецкой армией в приказе от 3 мая писал: «Я получил приказ защищать каждую пядь Севастопольского плацдарма. Его значение вы понимаете. Ни одно имя в России не произносится с большим благоговением, чем Севастополь… Я требую, чтобы все оборонялись в полном смысле этого слова, чтобы никто не отходил, удерживал бы каждую траншею, каждую воронку, каждый окоп. В случае прорыва танков противника пехота должна оставаться на своих позициях и уничтожать танки как на переднем крае, так и в глубине обороны мощным противотанковым оружием.