На тех участках высадки, где баркасы из-за мелководья не могли подойти к береговой черте, матросы спрыгивали в воду и буксировали их вручную. Во многих местах морские пехотинцы, находясь в 100–115 метрах от берега, прыгали в море и с поднятым над головой оружием, по грудь в холодной осенней воде, шли к берегу; в вещмешках десантников вместо положенного трехдневного запаса продовольствия были двойные нормы патронов и гранат.

Большинство плавсредств подошло к берегу вплотную или на такое расстояние, которое позволяло десантникам безопасно высаживаться. С первыми десантниками на берег вышли корректировочные посты с крейсеров и эсминца «Бойкий». Заняв позиции на плацдарме и установив связь с кораблями по радио, они начали корректировку их огня. Преодолев проволочные заграждения, морские пехотинцы опрокинули румын и ворвались в Григорьевку. В окрестностях села они стремительной атакой захватили находившуюся там румынскую батарею и вскоре открыли из ее орудий огонь по противнику.

Доставив на берег десантников первого броска, корабельные плавсредства вернулись к крейсерам и приняли с них новую волну десанта. К моменту подхода отрядов кораблей высадочных средств и огневой поддержки из Одессы к району высадки баркасы и шлюпки с крейсеров перевезли на берег несколько сотен десантников, которые, захватив плацдарм, начали наступление в сторону линии фронта Одесского оборонительного района, то есть в общем направлении на запад и юго-запад.

Практически одновременно с началом высадки морского десанта, в 1 час 30 минут 22 сентября, с самолета типа ТБ-3, в глубине побережья тылу противника, в районе деревни Шицли была высажен воздушный десант в составе 23 парашютистов из флотского отряда специального назначения, который после нескольких часов боя соединился с морским десантом.

К 2 часам 22 сентября первая волна морского десанта (в которой находились и артиллерийские корректировочные посты с крейсеров) высадилась на берег, после чего корабли перенесли огонь вглубь территории.

В 2 часа 40 минут к месту высадки, к крейсерам, подошла из Одессы канонерская лодка «Красная Грузия» и, приняв на свой борт оставшихся десантников, доставила их на берег.

В 4 часа 4 минуты, высадив всех имевшихся на их борту десантников, крейсеры ушли в Севастополь, чтобы до наступления рассвета покинуть зону действия авиации противника. В это время к двум эсминцам, продолжавшим обстрел берега, присоединился еще один.

В 5 часов утра 22 сентября, оставив один батальон для охраны захваченного на побережье плацдарма, 3-й полк морской пехоты силами остальных двух батальонов начал продвижение вглубь территории противника. Вскоре десантники захватили позиции тяжелых артиллерийских батарей, которые до этого вели огонь по порту и городу. Румынские орудия были частично захвачены (четыре французских дальнобойных орудия калибра 155 мм), частично уничтожены.

После этого 3-й полк морской пехоты продолжил наступление навстречу частям 421-й и 157-й дивизий, наступавшим на соединение с десантом со стороны Одессы.

В 6 часов 15 минут в районе действий десанта появились самолеты 69-го истребительного авиаполка, которые атаковали вражеские аэродромы в районе поселка Визирка, уничтожив около 20 немецких самолетов. Спустя 45 минут, в 7 часов, бомбардировочная авиация флота нанесла повторный удар по группировкам противника в районах сел Александровка, совхоза «Ильичевка» и бывшей немецкой колонии Гильдендорф.

В 8 часов 22 сентября, после артиллерийской и авиационной подготовки, из восточного сектора обороны Одессы (район Фонтанки, Ильичевки и Куяльницкого лимана) перешли в наступление общим направлением на поселок Свердлово 157-я и 421-я стрелковые дивизии Приморской армии. Один из стрелковых полков наступавшей 421-й дивизии, а именно 1330-й, которым командовал полковник Яков Осипов, был до недавнего времени 1-м Черноморским полком морской пехоты.

В ходе боев 22 сентября морскими пехотинцами кроме уничтоженных и захваченных вражеских батарей также было уничтожено до двухсот румынских солдат и офицеров.

В течение всего дня боев 22 сентября десантников продолжали с помощью подвижных корректировочных постов поддерживать артиллерийским огнем эскадренные миноносцы, канонерская лодка и катера. Корабельная артиллерия уничтожала огневые точки, опорные пункты и различную технику врага в полосе наступления десанта, а также подходившие по дорогам резервы противника.

В 13 часов 22 сентября поддерживавшие десант огнем своих 130-мм орудий главного калибра эскадренные миноносцы атаковали 9 немецких пикирующих бомбардировщиков типа Ю-87. Только на эсминец «Безупречный» ими было сброшено порядка 30 бомб. Умелым маневрированием ему удалось избежать прямых попаданий, однако взрывная волна и осколки нанесли кораблю столь серьезные повреждения, что лишили его на некоторое время хода. Гораздо более тяжелые повреждения получил в результате этой бомбежки эсминец «Беспощадный»: на нем одна из бомб разрушила полубак, а поступавшая через пробоины в корпусе вода затопила центральный пост и три кубрика. Корабль самостоятельно дошел до Одессы, откуда затем на буксире был уведен в Севастополь. Один только эсминец «Бойкий» после налета немецких пикировщиков оказался способным находиться в районе действий десанта до конца его боя.

Тем временем 3-й Черноморский полк морской пехоты продолжал наступать, действуя в двухэшелонном боевом порядке. В первом эшелоне вели боевые действия: 1-й батальон под командованием старшего лейтенанта Б. П. Михайлова (наступал в направлении Григорьевка – Чабанка – Новая Дофиновка) и 3-й батальон под командованием старшего лейтенанта И. Ф. Матвиенко (наступал в направлении Григорьевка – высота 48.2 – Старая Дофиновка); 2-й батальон двигался в качестве полкового резерва вслед за боевыми порядками 3-го батальона.