Наиболее напряженные бои развернулись южнее и севернее долины реки Бельбек, в районе гор Кая-Баш и Азис-Оба. Батальон немцев, усиленный танками, при поддержке концентрированного артиллерийского огня и авиации, прорвал фронт нашего 287-го стрелкового полка у горы Кая-Баш. Первый батальон этого полка, понеся большие потери от огня, не выдержал натиска противника и отошел к высоте 192,0.
Одновременно полк немецкой пехоты, поддержанный танками, атаковал подразделение 8-й бригады морской пехоты у горы Азис-Оба. Понесшие тяжелые потери подразделения бригады под натиском превосходящих сил немцев, после упорного боя, к исходу дня отошли на свою тыловую позицию в 0,5 км западнее горы Азис-Оба. Этим отходом было создано чрезвычайно тяжелое положение как для 241-го стрелкового полка, оборонявшегося в районе высоты 204,5, так и для остальных частей третьего сектора, оборонявшихся южнее, на участке хутора Мекензия и высоты 264,1.
Использовав достигнутый днем успех, немцы вечером начали охватывать оба фланга 241-го стрелкового полка, создавая для него угрозу окружения. Несмотря на это, полк, перейдя к круговой обороне, продолжал упорно оборонять занимаемый район.
Для восстановления положения в районе села Камышлы из резерва третьего сектора была подтянута 7-я бригада морской пехоты, а из общего резерва — 40-я кавалерийская дивизия и 773-й стрелковый полк 388-й дивизии. Кроме того, в целях предотвращения возможного прорыва немцев через Камышловский овраг, к кордону Мекензия № 1 из общего резерва был выдвинут 778-й стрелковый полк, который занял оборонительные позиции по западному берегу Камышловского оврага.
В районе хутора Мекензия утром батальон немцев атаковал позиции 3-го полка морской пехоты, а другой батальон напал на наши позиции между высотой 319,6 и горой Яйла-Баш. В результате упорного боя все немецкие атаки западнее хутора Мекензия были отбиты, и враг понес большие потери. Но батальону противника, наступавшему по долине между высотой 319,6 и горой Яйла-Баш, удалось немного потеснить наше боевое охранение с высоты 278,4, которое отошло на передний край передового рубежа обороны.
В районе селений Нижний и Верхний Чоргунь полк противника атаковал наши позиции в направлении высоты с итальянским кладбищем, и до батальона немцев наступало из района высот 287,4 и 181,4 в направлении Верхнего Чоргуня. Здесь в результате ожесточенных боев противник лишь незначительно потеснил подразделения нашего 2-го полка морской пехоты и к исходу дня овладел безымянными высотами в 1 км южнее и северо-восточнее Нижнего Чоргуня.
Авиация противника произвела несколько налетов на город и порт Севастополь. В Клеопиной балке разрушены шесть порожних нефтебаков, а на аэродроме Херсонесский маяк прямым попаданием бомбы поврежден капонир и самолет И-153. В городе имелись жертвы и разрушения. Всего в налетах участвовало 98 немецких самолетов.
Авиация главной базы утром и в течение всего дня 17 декабря бомбила и штурмовала вражеские войска на фронте СОРа, противодействуя наступлению их с севера и северо-востока. Семь МБР-2 бомбардировали вражеские войска в селениях Альма-Тамак и Бурлюк. Десять Ил-2, семь Як-1, девять И-16 и один МиГ-3 штурмовали войска противника в районе от отметки 2,7 до берега моря и на восточном склоне горы Азис-Оба. Уничтожены три танкетки, один танк, три бронемашины, три автомашины, два штабных автобуса, четыре миномета и до двух взводов вражеской пехоты.
Всего за 17 декабря авиация главной базы провела 63 одиночных воздушных боя и сделала 115 самолето-вылетов, из которых на бомбо-штурмовые действия — 30, на прикрытие штурмовиков — 28, на воздушную разведку — 7 и на прикрытие главной базы — 50 вылетов.
В воздушных боях наши летчики сбили пять и подбили три самолета противника. Огнем зенитной артиллерии было уничтожено два Ю-88. Наша авиация потерь не имела.
Береговые батареи вели интенсивный огонь по германским войскам. Так, 30-я батарея 17 декабря выпустила по врагу 117 305-мм снарядов общим весом более 50 т.
С рассветом 18 декабря немцы ввели в бой свежие силы и продолжили наступление. Германские части в районе горы Кая-Баш и по южному берегу долины реки Бельбек продолжали углублять прорыв на участке 287-го стрелкового полка и окружать 241-й стрелковый полк. Под ударами превосходящих сил противника 287-й полк к исходу дня отошел на линию Камышловского оврага. Южнее его 54-й и 2-й Перекопские стрелковые полки в течение дня успешно отразили многочисленные атаки противника, но в связи с отходом 287-го полка и создавшейся угрозой обхода слева и выхода противника в тыл к концу дня отошли на рубеж: 1 км западнее хутора Мекензия, перекресток дорог, что в 5 км северо-западнее этого хутора и западный берег Камышловского оврага.
Южнее хутора Мекензия немцам ценой больших потерь удалось оттеснить оборонявшиеся здесь части второго сектора на рубеж восточных скатов высоты 256,2 и высоты 287,6, где наступление противника было приостановлено. Наши войска продолжали упорно оборонять свои позиции в районе высот 193,8 и 269,0.
В районе селений Нижний и Верхний Чоргунь весь день шли упорные бои. Здесь наши части неоднократно переходили в контратаки, стремясь отбить захваченные неприятелем высоты, которые три раза переходили из рук в руки, но к исходу дня остались за противником.
Авиация главной базы продолжала содействовать нашим частям. Ночью шесть ДБ-3 бомбардировали деревню Черкез-Кермен и село Шули, сбросив десять бомб ФАБ-100. Отмечены сильный взрыв и разрывы бомб в районе цели. На рассвете два МБР-2 снова бомбили эти селения.
В первую половину дня четыре Ил-2 и четыре И-16 штурмовали немецкие войска у хутора Мекензия. Во вторую половину дня три Ил-2 в сопровождении четырех И-16 снова штурмовали противника у хутора Мекензия. Штурмовики за день уничтожили танк, четыре автомашины и до трех взводов пехоты. Три Пе-2 бомбардировали Качу, сбросив 24 бомбы ФАБ-100.
Всего за 18 декабря авиация главной базы сделала 68 самолето-вылетов, из них: на бомбардировочно-штурмовые действия — 19, на разведку — 10, на сопровождение штурмовиков — 12 и на прикрытие главной базы — 27.
Пулеметным огнем противника был выведен из строя один Ил-2. Немецкая авиация с 8 ч 26 мин до 10 ч 47 мин группами по пять самолетов сбрасывала бомбы в расположение наших частей у английского кладбища. Один До-215, производя разведку главной базы, в районе мыса Фиолент сбросил листовки.
Около 15 часов 18 декабря заместитель командующего СОРа контр-адмирал Жуков доложил командующему Черноморским флотом, что боезапаса осталось на один день и просил срочно выслать: мин 50-мм — 5000, 82-мм — 5000, 107-мм —1000 и 120-мм — 1000 штук; выстрелов 76-мм дивизионных — 1000, 76-мм горных — 1000, 122-мм гаубичных дивизионных — 1000, 107-мм корпусных — 1000, 152-мм к гаубицам 1937 года — 500 штук. Этот боезапас требовалось доставить не позднее 12 часов 19 декабря на одном из военных кораблей.
19 декабря на фронте третьего сектора, в районе Камышловского оврага, все атаки противника были отбиты с большими для него потерями.
Тяжелая обстановка сложилась севернее долины реки Бельбек, на фронте четвертого сектора обороны. Здесь немцы нанесли основной удар из района высоты 190,1 по центру и правому флангу 8-й бригады морской пехоты. На левом фланге бригады под ударами превосходящих сил противника наши части оставили деревню Аранчи и укрепились западнее ее. В центре и на правом фланге части 8-й бригады под яростными ударами врага и под сильным артиллерийским и минометным огнем потеряли управление и отошли на запад. При этом они потеряли связь с соседом справа — 40-й кавдивизией, занимавшей с остатками 773-го стрелкового полка заранее подготовленные позиции на рубеже у шоссе.
