Одновременно в течение 14–16 августа флотилия вытаскивала свои тылы из Николаева на восточный берег Днепра. 16 августа германские мотоциклисты пытались с ходу ворваться в Херсон, но были легко отбиты. Наступило некоторое затишье.
18 августа монитор «Мартынов» с бронекатерами № 101, 102, 103 и 104 начали движение вверх по Днепру в район Никополь-Запорожье, где осуществляли поддержку войск 18-й армии. В состав флотилии они уже больше не вернулись. После прорыва немецких войск через Днепр в районе Каховки, оказавшись отрезанными, 18 сентября экипажи взорвали монитор и бронекатера.
18 августа с утра немцы повели наступление на Херсон, но уже более значительными силами. С 07:00 «Ударный» обстреливал наступающего противника по заявкам коменданта сухопутной обороны Херсона и к 18:40 произвел 260 выстрелов, то есть практически полностью разгрузил погреба главного калибра. Причем когда вышло из строя первое орудие, его боезапас подавался во вторую башню. Несмотря на все усилия, к 19:00 германские войска прорвались к берегу в районе элеватора, а к 20:00 – в район порта и пристани. Дальнейшая оборона города стала невозможной. Наши части по приказанию командования отходили к пристаням и под непрерывным огнем противника переправлялись на другой берег на подручных плавсредствах. Прикрытие посадки и переправы осуществляли пять бронекатеров, которые также находились под обстрелом противника. От попадания снаряда крупного калибра взорвался и погиб почти со всем личным составом бронекатер № 201. От нескольких прямых попаданий снарядов загорелся штабной корабль «Буг»; он лишился хода и выбросился на берег, где и догорел. Сгорели также две баржи с имуществом, минный заградитель «Колхозник» получил несколько попаданий, но остался на плаву К 22:00 все сухопутные части флотилии переправились через Днепр. Однако кто-то еще оборонялся на правом берегу, и противник полностью овладел городом лишь через сутки.
К этому времени войска Южного фронта, переправившись через Днепр, заняли оборону на его восточном берегу. Дунайская флотилия получила от командования Южного фронта через Военный Совет Черноморского флота задачу прочно оборонять участок фронта Цюрупинск (включительно) – Новая Збурьевка (исключительно) протяженностью 30 км и кораблями прикрывать участок Новая Збурьевка – Прогнои – остров Первомайский. Все действия согласовывать с командованием 51-й стрелковой дивизии.
Воспользовавшись некоторым затишьем, командование флотилией постаралось создать устойчивую оборону, опирающуюся на заранее организованную систему огня. Прежде всего создали сеть постов СНиС [286] , которые являлись также опорными оборонительными пунктами. Каждый пост имел 20 бойцов, один станковый и два ручных пулемета, радиостанцию, плавсредства. Посты СНиС выставили: № 201 – напротив верхнего выхода из протоки Конка, № 202 – напротив села Антоновка, № 203 – напротив Херсона (в районе трех затонов), № 204 и 205 – в низовьях Днепра. Внешнюю кромку камышовых плавней между постами № 201 и 202 оборонял 1-й стрелковый взвод 7-й роты морской пехоты. Район трех затонов напротив Херсона оборонял минометный взвод с двумя станковыми пулеметами 7-й роты морской пехоты. Внешнюю кромку острова между постами № 203 и 204 оборонял 3-й стрелковый взвод 7-й роты с двумя станковыми пулеметами. Внешнюю кромку островов между постами № 205 и 204 оборонял флотский полуэкипаж в количестве 100 человек. Отдельная местная стрелковая рота занимала второй оборонительный рубеж по южному берегу Кардашинского лимана. 17-я пулеметная рота и 46-й отдельный зенитный артиллерийский дивизион обороняли район Голой Пристани. Там же находился штаб флотилии.
Монитор «Железняков» после сдачи Очакова перешел в порт Скадовск, так что в непосредственном подчинении командования флотилии остался только «Ударный», который замаскировали в протоке Конка у Голой Пристани в качестве резерва командующего. Оставшиеся бронекатера и катерные тральщики расставили на угрожаемых направлениях, по возможности в видимости постов СНиС, что повышало надежность управления. В темное время суток катерные тральщики непрерывно патрулировали у кромки плавней на своих участках. Канонерские лодки «Буг» и «Днестр» прикрывали район селения Прогнои.
Воспользовавшись затишьем в районе Херсона, силы флотилии постоянно вели разведку противника. Вела разведку и 9-я армия. По ее данным, в городе имелся гарнизон численностью порядка 1000 человек без тяжелого вооружения. По данным же флотилии, в районе Херсона находилось порядка 5000 человек. Каждый оставался при своем мнении, но флотилия оперативно подчинялась фронту, и в 18:00 24 августа начальник штаба флотилии, вызванный в штаб 9-й армии в селение Радянское, получил приказ командарма на десантную операцию по захвату Херсона в эту же ночь. В 21:00 приказ командарма доставили командующему флотилией. С этого момента корабли начали готовиться к операции. Предполагалось осуществить высадку на пяти пунктах общей численностью 1500 человек. Как и можно было предположить при такой спешке, войска прибыли на посадку с большим опозданием, и она завершилась только в 01:30 25 августа. Корабли с десантом уже никак не могли скрытно в темное время подойти к месту высадки. После вторичного доклада командующему 9-й армией об обстановке операцию отменили.
В дальнейшем никаких значительных событий перед фронтом флотилии не происходило. Несколько раз высаживали разведывательные группы, обстреливали позиции противника, даже заняли несколько мелких островков напротив Херсона. 27 августа канонерские лодки «Буг» и «Днестр», неся патрульную службу в Днепро-Бугском лимане, в 02:30 обстреляли плавучие средства противника в районе Очаковского мыса.
Но 31 августа обстановка резко изменилась. Противник после сильной артиллерийской подготовки под прикрытием дымовой завесы форсировал Днепр у Каховки. Это заставило 9-ю армию снять с обороны низовий реки 51-ю стрелковую дивизию и перебросить ее к Каховке. Взамен 263-го стрелкового полка в оперативное подчинение флотилии передали 1 – й батальон 534-го стрелкового полка, занявший оборону между Старой Збурьевкой и Цюрупинском.
3 сентября флотилия, получив приказание от командования 9-й армии воспрепятствовать переправам противника в районе Каховки, выделила для этой цели четыре бронекатера: № 301 (202), 304 (203), 401 и 402. Прорваться смогли только два последних, остальные погибли. Пропало без вести 10 и ранено 8 человек. Правда, и прорвавшиеся катера дальше Каховки не прошли и вскоре вернулись обратно.
9 сентября приказом командующего Южным фронтом флотилия передавалась в непосредственное оперативное подчинение 9-й армии. В тот же день командующий армией возложил на флотилию полную ответственность за оборону участка Кринки – Днепровский лиман, придав ей в оперативное подчинение, кроме имевшихся сухопутных частей, еще 8-й инженерный батальон. В районе Кринки на правом фланге флотилии должна была действовать 74-я стрелковая дивизия.
