О дальнейших событиях вокруг Одессы Кузнецов вспоминал, что, пока Ставка не решила образовать Одесский оборонительный район, в действиях флотского и армейского командований не хватало согласованности. Но когда в начале августа противник отрезал части Приморской армии и Одесской военно-морской базы от основных сил Южного фронта, надо было срочно решить, кому поручить оборону Одессы. Для этого Кузнецова вызвали в Ставку и спросили его мнение. Нарком ВМФ доложил, что без активной поддержки Черноморского флота оборона Одессы не может быть устойчивой.
— Кто персонально возглавит оборону? — спросил его И. В. Сталин.
— В Одессе есть командир военно-морской базы контр-адмирал Жуков — грамотный командир и хороший организатор. Лучшей кандидатуры у меня нет.
Сталин, однако, не внял рекомендации, которая означала бы подчинение войсковых частей Черноморскому флоту, и Шапошников его поддержал.
Кузнецов, однако, проявил настойчивость. Выбрав момент, он снова предложил поставить во главе обороны Одессы командира военно-морской базы, подчиненного командующему флотом. На этот раз он добился своего, и 19 августа Сталин подписал директиву Ставки о создании Одесского оборонительного района во главе с контр-адмиралом Г. В. Жуковым. Командующим Приморской армией назначили генерала И. Е. Петрова.
К началу сентября 1941 года немецко-румынские войска усилили атаки на Одессу, возникла реальная угроза захвата города. Наступление удалось остановить благодаря прибывшему из Севастополя подкреплению, прежде всего морской пехоте. В дальнейшем оборона продолжалась весьма успешно до того момента, когда немцы вышли к Перекопу и возникла опасность их прорыва в Крым.
Стало понятно, что удерживать одновременно Крым и далеко выдвинутую на запад Одессу невозможно. Сталин приказал Кузнецову запросить Военный совет Черноморского флота, целесообразно ли оставить в Одессе часть войск, до двух дивизий, чтобы город отвлекал на себя силы противника. Такую телеграмму Кузнецов направил 4 октября. В ответ Главный Морской штаб и Военный совет Черноморского флота доложили наркому ВМФ о нецелесообразности такой полумеры. Дальнейшие события подтвердили, что задержка с эвакуацией Одессы или оставление там части войск могли роковым образом сказаться на обороне Севастополя и, само собой, на судьбе защитников Одессы. До середины октября 1941 года из Одессы было вывезено свыше 100 тысяч жителей города и раненых бойцов.
Приказ о передислокации сил и средств флота в порты Кавказа Кузнецов отдал 29 сентября, а на следующий день приказал Военному совету Черноморского флота провести эвакуацию Одессы. Операция проводилась с учетом трагического опыта Таллинского перехода. На этот раз в период с 1 по 16 октября 1941 года успешно эвакуировали 86 тысяч военнослужащих, 15 тысяч человек гражданского населения, 19 танков и бронеавтомобилей, 462 орудия, 1158 автомашин, 3625 лошадей и 25 тысяч тонн военных грузов.
Последний эшелон оборонявших Одессу войск вышел в Севастополь 16 октября 1941 года в 5 часов 30 минут, о чем командующий флотом Ф. С. Октябрьский немедленно доложил Кузнецову. Операцию можно назвать образцово-показательной, так как в ходе ее авиацией противника был потоплен всего один транспорт, да и тот шедший порожняком. Конечно, следует учесть, что переход в Севастополь был осуществлен в несравнимо более спокойных условиях, чем прорыв Балтийского флота из Таллина в Кронштадт.
Эвакуация из Одессы была проведена как нельзя вовремя. Высадившиеся в Севастополе войска Приморской армии вместе с отрядами морской пехоты Черноморского флота были немедленно отправлены на Перекоп, куда с севера уже подходили немцы.
Успешная оборона Одессы под руководством Военного совета Черноморского флота повлияла на решение Сталина назначить командующим войсками Крыма заместителя наркома ВМФ вице-адмирала Г. И. Левченко. Имел ли отношение к этому назначению Н. Г. Кузнецов, мы не знаем. Увы, выбор был весьма неудачным, поскольку бывший революционный матрос имел самое смутное представление об управлении сухопутными войсками и к тому же он принял командование лишь 23 октября. Обстановка на крымском участке фронта стала настолько тяжелой, что выправить положение было невозможно. Прорвав Ишуньские позиции и выйдя на степные просторы, немцы устремились к Севастополю и Керчи.
