За это время было израсходовано 3220 снарядов, причем около 20% из них - в течение первых 10 минут. Стрельба велась главным образом по площадям с использованием осветительных снарядов, значительно облегчавших пристрелку.

Уже через 10 минут после начала артподготовки, в 1:30 началась высадка первого броска десанта - роты под командованием младшего лейтенанта Чарупы. Бойцы и командиры 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. Достигнув через 20 - 30 мин берега, передовые группы зажгли сигнальные огни, ориентируясь на которые, высаживались остальные подразделения. Из-за перегруженности плавсредства зачастую не могли приблизиться к берегу ближе, чем на 100 - 150 м, что увеличило время проведения операции. Вслед за ротой Чарупы высадились еще две роты 3-го батальона под командованием ст. лейтенанта И. Ф. Матвиенко. Морские пехотинцы стремительной атакой захватили батарею и открыли из ее орудий огонь по противнику.

Из воспоминаний вице-адмирала И.И.Азарова: «Первой высадилась на берег рота 3-го батальона под командованием лейтенанта Чарупы. Когда баркасы отходили от кораблей, противник, видимо подавленный мощной артподготовкой, молчал.

Но вот баркасы кое-где коснулись грунта. Враг опомнился и открыл ружейно-пулеметный огонь. Видя, что среди десантников имеются раненые, старший политрук Еремеев приказал группе прикрытия, обеспечивающей высадку, подавить огневые точки противника на берегу.

Подняв над головой винтовки и гранаты, люди прыгали в темную воду и торопливо двигались к берегу. Вместе со всеми шел по грудь в воде комиссар полка Слесарев. Вода была сентябрьская, холодная, вокруг рвались вражеские мины, свистели пули, но в сознании у всех одно: скорее зацепиться за берег. Почувствовав под собой землю, лейтенант Чарупа и пять краснофлотцев бросились вперед. Они уничтожили огневые точки противника, которые вели огонь по баркасам, и дали возможность всему десанту высадиться с небольшими, сравнительно, потерями.

Командир 3-го батальона старший лейтенант Матвиенко и военный комиссар политрук Прохоров высадились с двумя ротами вслед за Чарупой. Они должны были занять Григорьевку и не допустить обстрела противником второго отряда десанта”.

В это же время в 1:30 с самолета ТБ-3 в районе высоты 57,3 высадили парашютный десант в количестве 23 человек под командованием старшины А.Кузнецова (по другим данным - майора М.А. Орлова, что представляется маловероятным). Сильный ветер, ограниченная видимость, а также явно недостаточная парашютная подготовка не позволили отряду полностью собраться после приземления. В результате некоторым парашютистам пришлось действовать в одиночку, что привело к неоправданным потерям: из 23 человек погибли и пропали без вести более 10. Тем не менее, в течение нескольких часов десантники уничтожили 5 линий проводной связи, командный пункт румынского пехотного полка, вывели из строя около 30 солдат и офицеров противника и к рассвету 22 сентября соединились с наступающими подразделениями. Морякам этого воздушного десанта посвящен написанный по горячим следам событий фронтовой рассказ Леонида Соболева «Батальон четверых», где герои выведены под своими настоящими именами.

Высадка морского десанта была завершена к 5-ти утра. Крейсеры «Красный Кавказ» и «Красный Крым» сразу ушли в Севастополь, а эсминцы остались для артиллерийской поддержки десантников. В 6:15, над районом действий десанта появились истребители 69-го авиаполка, которые атаковали вражеские аэродромы в районе поселка Визирка, уничтожив около 20 немецких самолетов. В 7 часов авиация Черноморского флота нанесла повторный удар по группировкам противника в районах Александровки, совхоза "Ильичевка” и Гильдендорфа.

В 8 часов утра после после артиллерийской и авиационной подготовки перешлив наступление 157-я и 421-я стрелковые дивизии из района Фонтанки, Ильичевки и Куяльницкого лимана общим направлением на посёлок Свердлово.

Из воспоминаний командира 421-й СД полковник Г. М. Коченова: «...поднялась сплошная волна черных бушлатов. Впереди, как всегда, были морские пехотинцы. Ничто не могло сдержать их стремительной атаки. Ни автоматный огонь, ни густые проволочные заграждения не спасли гитлеровских вояк». Днём были повреждены наши корабли, продолжавшие артиллерийскую поддержку десанта.

В 13.00 эскадренный миноносец «Безупречный» атаковали 9 пикирующих бомбардировщиков Ю-87, сбросивших на корабль более 30 бомб. Умелым маневрированием удалось избежать прямых попаданий, однако взрывная волна и осколки нанесли кораблю серьезные повреждения, практически лишив его на время хода.

Тяжелая участь выпала и на долю эсминца «Беспощадный», на котором бомба разрушила полубак, а поступавшая через пробоины в корпусе вода затопила центральный пост и 3 кубрика. Корабль самостоятельно дошел до Одессы, откуда затем на буксире был уведен в Севастополь.

3-й Черноморский полк морской пехоты наступал в двухэшеленном боевом порядке - 1-й батальон (командир - ст. лейтенант Б. П. Михайлов) - Григорьевка, Чебанка, Новая Дофиновка; 3-й батальон - Григорьевка, высота 48,2, Старая Дофиновка; 2-й батальон наступал во втором эшелоне за 3-м батальоном. Румынские войска, не выдержав комбинированного удара с моря и с суши беспорядочно отступали в северном направлении.

Ночью морские пехотинцы соединились со 1330-м СП (бывшим 1-м Черноморским полком МП), а в 6:00 утра 23 сентября 1941 г. - с частями 421-й стрелковой дивизии. К 18 часам 23-го сентября преодолев упорное сопротивление противника полк выполнил поставленную задачу и вышел на рубеж Чебанка, высота 57,3, Старая и Новая Дофиновка.

В результате этого удара войска Одесского оборонительного района отбросили противника на 8-10 км, освободили несколько населенных пунктов и разгромили две дивизии. Плацдарм восточного сектора обороны увеличен на 120 квадратных километров. Фашисты лишились возможности безнаказанно обстреливать город и порт. Весь восточный берег Аджалыкского лимана оказался в наших руках. Противник потерял около 2 тыс. солдат и офицеров. Наши войска захватили 6 танков, 50 орудий и минометов, 127 пулеметов, 1100 винтовок и автоматов, 13500 мин и ручных гранат. Потери же 3-го Черноморского полка составили убитыми 29 и ранеными 407 человек.

На стволах и щитах захваченных вражеских пушек, обстреливавших город, советские воины написали: «Больше по Одессе стрелять не будет!». На следующий день эти орудия с надписями были доставлены в город.

Десант в районе Григорьевки был первым крупным тактическим десантом Черноморского флота в годы Великой Отечественной войны. Его успех был обеспечен тщательной разведкой и внезапностью операции, хорошей подготовкой личного состава десанта, достижением господства в воздухе в районе высадки, своевременной поддержкой огнем корабельной артиллерии и одновременной выброской парашютного десанта в тыл противника. В результате успеха операции фронт ООР прочно стабилизировался. Опыт проведения операции был принят во внимание при планировании последующих морских десантов в Великой Отечественной войны.