4月10日夜，苏军独立滨海集团军亦转入进攻，与德军守敌展开激战。
4月11日晨，苏军乌克兰第4方面军坦克第19军进入突破口，当日攻克德军防御中的大支撑点和重要铁路枢纽占科伊，并开始向辛菲罗波尔发展进攻;第51集团军的顺利进攻，迫使德军将主力由克里木北部向南和从刻赤半岛东部向西后退。所部攻占铁路枢纽占科伊;独立滨海集团军攻占刻赤。德军主力被迫向南撤退，并向西收缩。
4月12日，苏军开始在整个克里木追击向塞瓦斯托波尔退却之敌。苏军乌克兰第4方面军所属空军第8、第4集团军的航空兵对德军退却沿线的公路、铁路枢纽和运输工具实施密集突击;黑海舰队航空兵和舰艇对德军舰艇和运输船实施突击;克里木地区的游击队和地下工作者配合主力部队突袭德军驻地--防止德军破坏市内的疗养地、工业和公用建筑物、历史文物、桥梁和住宅。
4月13日，苏军乌克兰第4方面军所部解放辛菲罗波尔和叶夫帕托利亚。
4月15日～16日，苏军前出到塞瓦斯托波尔附近，部队进入短时休整。苏军乌克兰第4方面军决定以第51集团军左翼和滨海集团军实施主要突击;近卫第2集团军实施辅助突击，以牵制主要突击方向上的德军兵力。
4月18日，滨海集团军编入苏军乌克兰第4方面军建制，进行攻城准备。
4月29日～5月4日，苏军远程航空兵和空军第8集团军进行了强攻塞瓦斯托波尔6昼夜内的预先航空火力准备，德军伤亡惨重。
5月5日，苏军近卫第2集团军首先从塞瓦斯托波尔北面发起攻击。德军判断该方向是苏军主要突击方向，立即向此地域增调军队。
5月7日，苏军主力在主要方向上经一个半小时的炮火准备和航空火力准备之后，从东面和东南面实施主要突击，从北面继续发展进攻，突破了德军防御。
5月9日，经过3天的激战，苏军解放塞瓦斯托波尔市。被击溃的德军第17集团军残部向赫尔松涅斯角溃逃。苏军随即展开迅猛追击，坦克第19军进入交战。
至5月12日，苏军粉碎了克里木陆上德军，在赫尔松涅斯角俘德军2.1万人，缴获大量技术装备和武器，解放整个克里木半岛。至此，克里木战役落下帷幕。
战役评价
此役，苏军乌克兰第4方面军彻底击溃德军第17集团军，在陆上歼灭德军10万人，其中被俘61587人，德军技术兵器几乎全部被苏军缴获;在海上，5月3日～13日，德军即有4.2万名官兵葬身黑海;黑海舰队航空兵和舰艇部队击沉了大量载有德军和军用物资的船只。
战役中，苏军仅在5天内就解放了塞瓦斯托波尔城，而在1941～1942年德军攻占该城却用了250天;苏军仅用35天就摧毁了德军在克里木的坚固工事，粉碎了近20万人的德军集团。
此役，苏军陆军、舰队和空军协同作战(出动飞机3.6万余架次，其中60%是支援军队作战)，乌克兰第4方面军解放了克里木，黑海舰队收复了主要基地塞瓦斯托波尔，为尔后进攻巴尔干和解放东南欧人民创造了更有利的条件。
