Организация обороны главной базы с моря осуществлялась силами и средствами Охраны водного района. Она включала в себя оборонительные минные заграждения, выставленные на подступах к ней в первые дни войны, три ряда бонов с противолодочными сетями при входе в Северную бухту, корабельные дозоры и береговые наблюдательные посты. Наблюдение вели также гидроакустическая станция на Херсонесском маяке, две теплопеленгаторпые станции и посты противоминного наблюдения. Оборона базы с моря была полностью отработана еще до начала боев за Севастополь. С выходом немецко-фашистских войск к передовым оборонительным рубежам Севастополя пришлось пересмотреть вопрос о базировании кораблей ОВР. В Стрелецкой бухте для выполнения боевых задач остались тральщик «Т-27», десять катеров-охотников из 1-го и 2-го дивизионов и их управления, девять катеров типа КМ из 3-го дивизиона и его управление, семнадцать катерных тральщиков из 9-го и 12-го дивизионов и их управление, ОХР в полном составе, плавбатарея № 3. Все остальные корабли и катера ОВР были перебазированы в Туапсе. Кроме того, в Севастополе оставались оперативно подчиненные ОВР двенадцать торпедных катеров, шесть самолетов МБР-2 и манипуляторная служба гидрографического отдела флота.