Новороссийская наступательная операция считается классическим примером взаимодействия армии, авиации и флота. Командование Северо-Кавказского фронта предусматривало одновременные удары по группировке противника с трёх направлений. Восточная сухопутная группа 18-й армии наступала от цементных заводов, западная — с Малой земли, а с моря планировалась высадка десанта. Для поддержки войск задействовали более 800 орудий и миномётов, а также 227 боевых установок реактивной артиллерии. С воздуха наступающих прикрывали силы военно-воздушного флота — 148 бомбардировщиков, штурмовиков и истребителей. К решающим боям готовились и партизаны.
Операция началась в ночь с 9 на 10 сентября 1943 года. Под покровом темноты десантные катера выдвинулись в район порта для высадки десантной группы. Чтобы отвлечь на себя часть сил противника и поддержать десантников, перешли в наступление восточная и западная сухопутные группы 18-й армии. Немецко-фашистские войска опирались на сеть заранее подготовленных опорных пунктов в крупных зданиях города. Они оказывали яростное сопротивление, понимая: сдав Новороссийск, придётся отступать со всего Таманского полуострова.
Посадка морского десанта на корабли
Бои за город шли почти неделю. Постепенно упорство фашистов начало ослабевать — сказывались большие потери в личном составе и технике. Технические резервы иссякли, перебросить подкрепление с других участков оккупанты не могли. В этих условиях, под мощным натиском 18-й, 9-й и 56-й армий Северо-Кавказского фронта и сил Черноморского флота, немецкие войска стали готовиться к отступлению.
В ночь на 15 сентября на западном берегу Цемесской бухты войска плацдарма «Малая земля» прорвали вражескую оборону в пригороде, у посёлка Станичка, и вступили в город. В районе «холодильника» малоземельцы соединились с воинами, наступавшими с восточного берега — от стен цементного завода «Октябрь». Противник был полностью деморализован и начал отходить. Утром 16 сентября порт и город Новороссийск освободили. А в 20 часов того же дня Москва салютовала войскам Северо-Кавказского фронта и морякам Черноморского флота.
Новороссийская наступательная операция оказала огромное влияние на успешный исход Новороссийско-Таманской операции. Она завершилась освобождением Таманского полуострова 9 октября 1943 года и положила конец битве за Кавказ.