Начав развертывание 1 августа, к 4 августа соединения флотилии заняли назначенные участки реки: в Вознесенске – 4-й отряд бронекатеров; в Новой Одессе – мониторы «Ударный» и «Железняков», 1-й и 2-й отряды бронекатеров. Монитор «Мартынов» и 3-й отряд бронекатеров находились на переходе из Николаева в Новую Одессу. 5 августа поступили сведения о появлении войск противника на берегах реки Ингул, то есть уже восточнее Южного Буга. Туда немедленно перенацелили 1-й отряд бронекатеров.
Как мы теперь уже знаем, Вознесенск оказался на острие удара 1 – й танковой группы вермахта, пытавшейся с севера охватить основные силы Юго-Западного фронта. Естественно, ни оборонявшие город советские войска, ни отряд бронекатеров не могли предотвратить его захват, и 6 августа Вознесенск пал. Однако германские войска задержались в городе, что выявила воздушная разведка флотилии. В этих условиях было принято решение нанести по противнику артиллерийский удар, выделив для этих целей единственный корабль флотилии с подходящей артиллерией – монитор «Ударный». В 18:00 8 августа он в сопровождении двух бронекатеров снялся с якоря в Новой Одессе и начал движение вверх по реке. Отряд скрытно занял огневую позицию в 7 километрах от Вознесенска, выставил береговое охранение и выслал в город двух переодетых разведчиков. Руководил операцией начальник штаба флотилии капитан 2 ранга В. В. Григорьев. К сожалению, как это часто случалось до того и впоследствии, стрелять пришлось по площади без корректировки, руководствуясь данными дневной воздушной разведки. В полночь «Ударный» открыл огонь выпустив за 15 минут 85 130-мм снарядов. После этого отряд скрытно возвратился в Новую Одессу. Утром разведчики доложили о десяти сожженных танках, двух уничтоженных орудиях и взорванном эшелоне с боеприпасами. Все это было бы очень хорошо, но 85 120-мм фугасных снарядов в набитом войсками небольшом городке не могли не найти свои жертвы.
К сожалению, артиллерийский налет не смог задержать движение войск противника, и буквально утром 9 августа германские части продолжили наступление вдоль левого берега Южного Буга в направлении Новой Одессы. В этих условиях было принято решение повторить артиллерийский удар по Вознесенску в ночь с 10 на 11 августа. Однако в это время уже действовала речная переправа, по которой отходили части 2-го кавалерийского корпуса. Командир корпуса наотрез отказался приостановить переправу и пропустить корабли вверх по реке. Пока связывались по радио со штабом Южного фронта, германские войска заняли несколько приречных населенных пунктов, в частности, Сухой Елец, и подходили к Третьяковке. В этих условиях от операции пришлось отказаться.
На следующий день, то есть 11 августа, пришло сообщение о прорыве германских войск к Николаеву. Таким образом, флотилия реально могла оказаться в окружении.
Содействие Дунайской флотилии войскам Южного фронта с августа по сентябрь 1941 года
Оттянувшись к городу, корабли сосредоточились на прикрытии переправы через Варваровский мост и Ингульскую переправу у судостроительного завода им. 61 Коммунара. Одновременно с двух мониторов высадили 7-ю роту морской пехоты для прикрытия аэродрома Сливны.
Однако в условиях отсутствия какой-либо организованной обороны города все попытки флотилии задержать противника результата не имели. К 14:00 германские войска заняли аэродром Сливны, к 16:00 противник уже с востока ворвался на аэродром Водопой, к ночи оказалась перехвачена дорога на Херсон. В этих условиях мониторы и бронекатера заняли огневые позиции ниже Варваровского моста с целью обеспечить переправу 9-й армии. Все остальные корабли и суда флотилии были оправлены в Херсон. 13 августа германские войска заняли село Корениха на правом берегу реки напротив Николаева и начали обстрел судостроительного завода им. Марти. В 14:00 в результате прямого попадания снаряда, предположительно калибром 150 мм, погиб со всем экипажем бронекатер № 404.
В 01:00 14 августа командование флотилии получило приказание отходить в Днепровский лиман, в 02:00 корабли ушли с огневых позиций и направились вниз по реке. На рассвете из штаба Черноморского флота уточнили новый пункт сосредоточения флотилии – Херсон. В 12:20 мониторы «Ударный», «Железняков», «Мартынов» и 16 бронекатеров встали на якорь в протоке Конка в 3 км от Херсона, а уже к исходу дня под огнем противника прорвались в порт. Так завершился «бугский» период боевой деятельности Дунайской флотилии и начался новый – «днепровский».
К 15 августа в Херсоне царили анархия и мародерство. Части 9-й армии отходили за Днепр, переправляясь через него в районе Берислав и селения Антоновка вблизи Херсона. Протоки Днепра напротив города забили суда и баржи речного флота, прибывшие сюда из районов Киева и Днепропетровска: не менее 18 пассажирских судов, 15 буксиров, 12 землечерпалок, до 40 несамоходных барж, среди которых оказалось много загруженных нефтеналивных.
Связь со штабом фронта и со штабом 9-й армии флотилия потеряла еще 16 августа. С целью установления связи 15 августа командующий флотилией вместе с заместителем Наркома ВМФ вице-адмиралом Г. И. Левченко на глиссере выходили вверх по Днепру, но никаких штабов не обнаружили.
В этой обстановке Левченко приказал оборонять участок фронта от села Казачьи Лагери до выхода в море из Днепровского лимана, удерживая Херсон, насколько хватит сил и средств. Для наведения порядка в Херсоне и организации его обороны командующему флотилией приказали объявить себя начальником гарнизона города. Назначенный военным комендантом Херсона капитан 3 ранга К. М. Балакирев с морскими пехотинцами достаточно быстро навел должный порядок.
По распоряжению командующего Черноморским флотом монитор «Железняков» и один бронекатер передали в распоряжение генерал-майора береговой службы Кузьмичева для оказания содействия обороне Очакова. Туда же отправили взвод отдельной местной стрелковой роты.
В распоряжении командующего флотилией остались мониторы «Ударный» и «Мартынов», пятнадцать бронекатеров, пять катерных тральщиков, а также канонерские лодки «Буг» и «Днестр» Черноморского флота, находившиеся в это время в Херсоне и переданные в состав флотилии. Они имели по два 130-мм орудия, но и осадку 3,5 м, поэтому на реках их использование было затруднено.
Для сухопутной обороны Херсона флотилия располагала 7-й ротой морской пехоты (220 человек, 3 пулемета), отдельной местной стрелковой ротой (140 человек, 3 пулемета), флотским полуэкипажем (110 человек, 1 пулемет), 17-й пулеметной ротой (150 человек, 15 пулеметов) – итого 620 человек при 22 пулеметах. Силы почти смехотворные. Для оказания огневого содействия войскам флотилии при обороне Херсона корабли заняли огневые позиции: монитор «Ударный» с четырьмя бронекатерами в протоке Конка, три бронекатера прикрывали переправу у сел Антоновка, три бронекатера – в районе Касперовка.
