В то же время также усилено велась разведка укреплений противника в районе высадки. Например, в декабре — январе сторожевые и торпедные катера и другие малые корабли совершили около 60 выходов непосредственно к берегам противника на широком фронте от Станички до озера Соленое с целью высадки или снятия разведчиков, разведывательно-диверсионных и партизанских групп. Часто им приходилось выполнять эти задания под сильным артиллерийско-минометным и пулеметным огнем противника. Не одну сотню смельчаков доставили черноморские катерники в тыл врага, что в значительной степени помогло командованию получить много важных сведений о системе обороны вражеского побережья накануне высадки десанта. Разведка велась на широком фронте — от Новороссийска до Таманского полуострова. Это делалось для того, чтобы скрыть от противника место высадки. По данным разведки была разработана схема расположения оборонительных сооружений противника, составлено описание его обороны в целом и отдельных огневых сооружений, имевших большое тактическое значение.
Частые набеги наших катеров заставили противника насторожиться и усилить оборону побережья.
Вечером 2 февраля, почти накануне операции, в штурмовую десантную группу на мыс Тонкий прибыли командующий Закавказским фронтом и члены Военного совета фронта. Там состоялся митинг, на котором бойцы и командиры поклялись отдать все силы для выполнения поставленной задачи.
Задачей десанта являлось овладеть рубежом Станичка, высота с отметкой 307,2, гора Чухабль, Глебовка, высота с отметкой 289. В дальнейшем морской десант должен был во взаимодействии с частями 47-й и 56-й армий уничтожить Новороссийскую группировку противника и полностью освободить Новороссийск.
Десантные части обеспечивались двумя боекомплектами боеприпасов, пятью суточными дачами продовольствия и двумя заправками горючего. До момента соединения десанта с частями 47-й армии снабжение десантной группы боеприпасами, продовольствием, горючим возлагалась на Черноморский флот, а после соединения — на Черноморскую группу Закавказского фронта.
Командующий десантной операцией вице-адмирал Ф. С. Октябрьский представил план, согласно которому высадка десанта намечалась на 1.30 4 февраля. За 45 минут до начала высадки 4 транспортных самолета должны были выбросить воздушный десант в составе 80 человек в районе Глебовки и Васильевки. В это же время бомбардировочная авиация должна была нанести удар по местам назначенного пункта главной высадки морского десанта, поджечь Южную Озерейку и этим самым создать световой ориентир для артиллерии кораблей. Для уничтожения живой силы и техники и подавления огневых средств противника на побережье перед высадкой основного десанта планировалась 30-минутная артподготовка. Артиллерийскую подготовку в 1.00 4 февраля начинали корабли Черноморской эскадры: крейсеры «Красный Кавказ» и «Красный Крым», лидер «Харьков», эскадренные миноносцы «Беспощадный» и «Сообразительный». Одновременно с началом артподготовки предполагалось начать демонстрационные действия в районе Анапа, Благовещенское и в долине реки Сукко. После 30-минутной артподготовки десантные корабли приступили к высадке основного десанта в районе Южной Озерейки и демонстрационного десанта в районе Станички.
Перед началом операции войска, выделенные в основной десант, сосредоточились: в Геленджике — первый отряд основного десанта в составе 255-й бригады морской пехоты, 563-го танкового и отдельного пулеметного батальонов. Здесь же находилась и штурмовая группа демонстративного десанта. Второй отряд основного десанта в составе 83-й морской стрелковой бригады, 165-й стрелковой бригады и 29-го истребительно-противотанкового артиллерийского полка сосредоточился в Туапсе. Здесь же находились эскадренные миноносцы «Незаможник» и «Железняков» из отряда корабельной поддержки. В Батуми сосредоточились основные силы отряда прикрытия и огневого обеспечения.
Командующий и оперативная группа штаба развернули командный пункт в Геленджике, где был и командный пункт Новороссийской военно-морской базы. Для управления высадкой вспомогательного десанта на берегу Цемесской бухты, поблизости от пунктов высадки, был развернут передовой командный пункт.
3 февраля в 6.30 из Батуми в район Южной Озерейки вышел отряд огневого содействия, а в 8.05 из Туапсе на соединение с 4 сторожевыми катерами вышел миноносец «Бойкий». В 22.55 корабли прибыли в район высадки и приготовились к ведению артподготовки. Вскоре они установили радиосвязь с самолетами-корректировщиками.
Первый отряд кораблей основного десанта из-за плохо организованной погрузки и ухудшения погоды в море опоздал с выходом из Геленджика почти на 1 час 20 минут. Кроме того, отряд высадочных средств основного десанта был сформирован из разнотипных судов, катеров и барж, обладавших различными скоростями хода, и поэтому общее движение судов приходилось ориентировать по наиболее тихоходным судам и плавучим средствам.
4 февраля в 00.12, когда до начала артподготовки оставалось всего 48 минут, командир высадки контр-адмирал Н. Е. Басистый, видя, что первый отряд не сможет своевременно прибыть в район высадки, дал на крейсер «Красный Кавказ» командиру отряда огневого содействия вице-адмиралу Л. A. Владимирскому радиограмму и доложил командующему операцией вице-адмиралу Ф. С. Октябрьскому об опоздании первого десантного отряда. Контр-адмирал Н. Е. Басистый попросил в связи с этим перенести открытие огня на полтора часа. Не ожидая приказа командующего операцией, вице-адмирал Л. А. Владимирский немедленно сообщил о переносе артподготовки на все корабли. Корабли оказались вынуждены маневрировать в районе высадки на виду у противника.
Контр-адмирал Н. Е. Басистый, получив согласие командира отряда огневого содействия на перенесение артподготовки, изменил в связи с этим время подхода к месту высадки второго эшелона на 4.40 4 февраля. Но не все командиры, участвовавшие в операции, были своевременно предупреждены о переносе начала действий. Поэтому общий план операции продолжал выполняться в прежнем варианте. В районе Анапа, Благовещенское и в долине реки Сукко, как было предусмотрено планом, в 1.00 4 февраля начали отвлекающую демонстрацию десанта катера типа МО.
Авиация, не получившая приказания об изменении времени операции, также начала свои действия, предусмотренные планом. В район Новороссийска вылетели 4 самолета для высадки воздушного десанта в районе Васильевки и Глебовки и еще 10 самолетов с задачей поджечь Южную Озерейку и Васильевку для световой ориентировки высадки морского и воздушного десантов. В 00.45 самолеты нанесли бомбовые удары и подожгли Южную Озерейку.
В то же время командующий операцией вице-адмирал Ф. С. Октябрьский, получив радиограмму командира высадки контр-адмирала Басистого с просьбой о переносе артподготовки, понял, что при оттяжке начала высадки до рассвета останется слишком мало времени, и поэтому приказал выполнять операцию по ранее утвержденному плану. Давая такое приказание, командующей операцией рассчитывал на своевременность его получения командирами отряда огневого содействия и отряда высадки и никаких указаний авиации и катерам, демонстрировавшим высадку десанта в районе Анапа, Благовещенское, не дал. Однако радиограмма командующего операцией дошла до адресатов спустя 45 минут после указанного в плане срока начала операции, и выполнить приказание уже было нельзя. Так, уже в самом начале десантной операции вместо согласованности и тесного взаимодействия между командирами групп были допущены просчеты, которые в конечном счете привели к срыву основного десанта.
В дальнейшем события развивались так: в 00.45 авиация нанесла бомбо-штурмовой удар по Южной Озерейке, Глебовке, Станичке, Васильевке и Анапе. Вслед за первым бомбовым ударом в районе Васильевка, Глебовка был выброшен воздушный десант в количестве 57 парашютистов.
В 01.11 4 февраля первый отряд основного десанта повернул к месту высадки. По зареву пожара с кораблей были хорошо видны Озерейская долина и огни буев у места высадки. В 02.31 по сигналу флагмана эсминец «Беспощадный» открыл огонь осветительными снарядами и вел его вплоть до 03.00. С первых же залпов он удачно осветил береговую черту в районе высадки. Через минуту после головного эсминца открыли огонь крейсеры «Красный Кавказ», «Красный Крым», лидер «Харьков». В течение артподготовки по району Южной Озерейки корабли выпустили 2011 крупнокалиберных снарядов. Однако стрельба кораблей без корректировки с воздуха самолетами-корректировщиками не принесла нужного результата. Настильный огонь корабельной артиллерии не причинял потерь огневым точкам и войскам противника, укрытым на обратных скатах гористой местности. Вражеская огневая система осталась неподавленной.