Замысел Перекопско-Чонгарской операции состоял в том, чтобы одновременным ударом главных сил 6-й армии через Сиваш и Литовский полуостров во взаимодействии с фронтальным наступлением 51-й дивизии на Турецкий вал прорвать первую полосу обороны врага на перекопском направлении. Вспомогательный удар планировался на чонгарском направлении силами 4-й армии. В последующем предполагалось с ходу разгромить по частям противника на Ишуньских позициях, составлявших вторую полосу вражеской обороны. В дальнейшем вводом в прорыв подвижных групп фронта (1-я и 2-я Конные армии, махновский отряд Каретникова) и 4-й армии (3-й конный корпус) преследовать отходящего противника в направлениях на Евпаторию, Симферополь, Севастополь, Феодосию, не допустив его эвакуации из Крыма. Крымские партизаны под командованием Мокроусова получили задачу содействовать наступавшим с фронта войскам: наносить удары по тылам, нарушать связь и управление, захватывать и удерживать важнейшие узлы коммуникаций противника.

От сел Строгановка и Ивановка до Литовского полуострова ширина Сиваша составляет 8–9 км. Для разведывания бродов были приглашены местные проводники – соляр Оленчук из Строгановки и пастух Петренко из Ивановки.

Перекопско-Чонгарская операция началась в день третьей годовщины Октябрьской революции – 7 ноября 1920 г. Ветер отогнал воду в Азовское море. Выделенные в ударную группу 6-й армии части начали готовиться к ночному форсированию залива. В 22 часа 7 ноября при 12-градусном морозе 45-я бригада 15-й Инзенской дивизии из Строгановки вошла в Сиваш и скрылась в тумане.

Одновременно из села Ивановка вышла колонна 44-й бригады. Правее через два часа начала форсирование 52-я стрелковая дивизия. На берегу были разведены ориентирные костры, но через километр их скрыл туман. Застревали орудия, лошадям помогали люди. Временами приходилось идти по грудь в ледяной воде. Когда позади осталось около 6 км, ветер неожиданно изменил направление, вода, угнанная к Азовскому морю, возвращалась обратно. В 2 часа ночи 8 ноября передовые отряды вышли на берег Литовского полуострова. Противник, не ожидавший наступления советских войск через Сиваш, проводил в ту ночь перегруппировку войск. Вскоре обе бригады 15-й дивизии вступили в сражение на полуострове. Когда же правее из Сиваша стали выходить части 52-й дивизии, белых охватила паника. Не выдержав удара, они отошли на заранее подготовленные Ишуньские позиции. Оборонявшаяся в первом эшелоне 2-я Кубанская кавбригада Фостикова почти полностью сдалась в плен. Введенную в контратаку Дроздовскую дивизию постигла та же участь.

Узнав о переправе ударной группы 6-й армии, Врангель срочно перебросил на это направление 34-ю пехотную дивизию и свой ближайший резерв – 15-ю пехотную дивизию, усилив их бронеавтомобилями. Однако они не смогли сдержать наступательный порыв ударной группы 6-й армии, устремившейся к Ишуньским позициям, в тыл перекопской группировки противника.

Важную роль сыграли и махновские отряды, объединенные в семитысячную Крымскую группу. Они в критический момент также перешли Сиваш и вместе с красными частями ворвались в Крым.

Одновременно, утром 8 ноября 51-я дивизия была брошена на штурм укреплений на Перекопском перешейке. После 4-часовой артподготовки части 51-й дивизии при поддержке бронеавтомобилей начали штурм Турецкого вала. Однако туман помещал полевой артиллерии подавить батареи противника. Три раза поднимались части в атаку, но, понеся большие потери, залегли перед рвом. Наступление 9-й стрелковой дивизии по Арабатской стрелке было сорвано огнем артиллерии кораблей противника. Вода в Сиваше продолжала подниматься. В полночь 8 ноября Фрунзе вызвал к телефону Блюхера и сказал: «Сиваш заливает водой. Наши части на Литовском полуострове могут быть отрезаны. Захватите вал во что бы то ни стало». Четвертый штурм Турецкого вала был успешным.

Оборона белогвардейцев была взломана окончательно 9 ноября. Красная Армия при штурме перекопских позиций понесла значительные потери (в некоторых частях они достигли 85 %). Врангелевцы пытались остановить наступление противника на Ишуньских позициях, но в ночь с 10 на 11 ноября 30-я стрелковая дивизия штурмом преодолела упорную оборону врага на Чонгаре и обошла Ишуньские позиции с фланга. Во время штурма укрепленных позиций врага авиация Южного фронта прикрывала и поддерживала наступавшие войска на перекопском и чонгарском направлениях.

Группа самолетов под командованием начальника воздушного флота 4-й армии А. В. Васильева бомбовыми ударами заставила отойти от станции Таганаш сосредоточенные здесь 8 бронепоездов противника и тем обеспечила успех своим войскам.

Утром 11 ноября после ожесточенного ночного боя 30-я стрелковая дивизия во взаимодействии с 6-й кавалерийской прорвала укрепленные позиции врангелевцев и начала наступать на Джанкой, а 9-я стрелковая дивизия переправилась через пролив в районе Геническа. Одновременно в районе Судака был высажен морской десант на катерах, который совместно с крымскими партизанами развернул боевые действия в тылу врага.

В этот же день Фрунзе по радио предложил Врангелю сложить оружие, но «черный барон» промолчал. Врангель приказал коннице Барбовича и донцам ударом во фланг опрокинуть выходившие с Перекопского перешейка части красных. Но конная группа сама была атакована крупными силами красной кавалерии с севера в районе Воинки, где стягивались потрепанные части, вскоре тоже разбитые 2-й Конной с ходу. Врангель окончательно убедился, что дни его армии сочтены. 12 ноября он отдал приказ о срочной эвакуации.