Во второй половине августа противник начал активные действия на новороссийском направлении, стремясь овладеть Новороссийском, в последующем наступать вдоль Черноморского побережья в направлении Туапсе – Батуми. Еще накануне немецкого наступления, 17 августа, был создан Новороссийский оборонительный район (НОР). В него вошли 47-я А, 216-я стрелковая дивизия 56-й А, Азовская военная флотилия, Темрюкская, Керченская, Новороссийская военно-морские базы и сводная авиационная группа. Командующим НОР назначен командующий 47-й А генерал-майор Г.П. Котов, его заместителем по морской части – командующий Азовской военной флотилией контр-адмирал С.Г. Горшков.
19 августа противник перешел в наступление, нанося главный удар на Новороссийск и Анапу силами немецкого 5-го армейского корпуса и вспомогательный, на Таманский полуостров, – кавалерийским корпусом румынской 3-й А. Несмотря на значительное превосходство врага в силах и средствах, войска НОР стойко оборонялись и заставили его 25 августа приостановить наступление. Командование немецкой 17-й А, перебросив сюда часть сил с туапсинского направления, вновь попыталось достичь поставленной цели. Противнику удалось прорвать оборону 47-й А на ее левом фланге, выйти на Черноморск. побережье и 31 августа захватить Анапу. Положение советских войск значительно ухудшилось.
Части морской пехоты, оборонявшие Таманский полуостров, оказались отрезанными от основных сил 47-й А и 2–5 сентября были эвакуированы морем в Геленджик, а кораблям Азовской военной флотилии приходилось прорываться в Черное море. Это позволило противнику перебросить на Таманский полуостров дополнительные силы из Крыма. 7 сентября враг ворвался в Новороссийск, захватил железнодорожный вокзал, затем порт, но полностью овладеть городом не смог.
Для удобства управления войсками, действовавшими на Кавказе, и улучшения их снабжения Ставка ВТК 1 сентября преобразовала Северо-Кавказский фронт в Черноморскую группу войск Закавказского фронта под командованием генерал-полковника Я.Т. Черевиченко. В ночь на 10 сентября сов. войска эвакуировались на воет, берег Цемесской бухты. Неприятель овладел большей частью Новороссийска и Таманского п-ва, но развить наступление вдоль Черноморск. побережья на Туапсе не смог и с 26 сентября перешел здесь к обороне.
Одновременно с наступлением на Новороссийск противник предпринял попытку прорваться к Черному морю через Моздок. 1 сентября он нанес отвлекающие удары в 40 км восточнее Моздока, а на следующий день обрушился на сов. войска главными силами 1-й танковой А в районе города. Форсировав Терек, враг 4 сентября вклинился в оборону на глубину до 12 км. Однако стойкость сов. воинов не позволила врагу развить успех.
Героически действовали части 11-го гвардейского стрелкового корпуса под командованием генерал-майора И.П. Рослого. Мужество и стойкость проявили бойцы и командиры 62-й морск. стрелковой бригады, 249-го отдельного танкового батальона и 47-го гвардейского истребительно-противотанкового дивизиона.
Усилиями выдвинутых из глубины резервов, ударами авиации 4-й воздушной А генерал-майора авиации К.А. Вершинина противник был сначала остановлен, а 7 сентября отброшен на 9 км к северу. Тем не менее, захваченный им плацдарм ликвидировать не удалось.
Подтянув резервы, немецкие войска 12 сентября возобновили наступление. Ценой больших потерь им удалось продвинуться в южном направлении на глубину до 50 км и 27 сентября овладеть Эльхотово. На этом их успехи закончились, 28 сентября враг перешел здесь к обороне. В результате Моздок-Малгобекской операции попытка противника прорваться к Грозненскому и Бакинскому нефтеносным районам по долине Алхан-Чурт не удалась. Становилось все более очевидным, что планы немецкого руководства по прорыву в Закавказье дают сбои. Гитлер выразил неудовольствие действиями группы армий «А». Ее командующий В. Лист 10 сентября был снят с должности, вместо него назначен генерал-полковник Э. Клейст. Были смещены и некоторые командиры танковых дивизий, не сумевшие окружить советские войска между Доном и Кубанью.