Гитлер поставил задачу захватить Севастополь до 22 декабря и установить полный контроль над Крымом, чтобы освободить 11-ю армию для других операций. К середине декабря враг закончил приготовления и добился кратного превосходства над советскими войсками по технике и почти двухкратного по людям. Немцам также помогали румынские части.
Противник рассчитывал ударами с разных направлений прорвать оборону войск Севастопольского Оборонительного Района (СОР) и быстро добиться коллапса обороны советских войск и сковать немногочисленные резервы. Атаки начались 17 декабря 1941 года. Уже на первом этапе наступления враг столкнулся с ожесточенным сопротивлением обороняющихся, которое не был учтено в планах Манштейна.
Героические гарнизоны дзотов в районе Бельбека несмотря на потери, сковали наступающие немецкие части на несколько дней. Тем не менее, немцы смогли продвинуться к станции Мекензевы горы, а у обороняющихся начали заканчиваться снаряды для артиллерии, которая нанесла немцам большие потери.
В этих условиях Ставка приняла решения экстренно перебросить в Севастополь целую дивизию, а также бригаду курсантов, с чем успешно справился Черноморский Флот, который в течение штурма поддерживал войска СОР огнем корабельной артиллерии. Немцы в 20х числах декабря отразив контратаки войск СОР попытались добиться успеха сконцентрировав все доступные силы и резервы к северо-западу от Севастополя, но натыкаются на контратаки переброшенных морем в Севастополь частей, что срывает план наступления.
Вместо ударов по всему фронту, получились ожесточенные бои за станцию Мекензевы горы (которая несколько раз переходила из рук в руки) и Итальянское кладбище (там были захоронены итальянцы, погибшие во время Первой обороны Севастополя). Тем самым были выиграны решающие дни.
В конце декабря началась Керченско-Феодосийская десантная операция, вынудившая немцев снимать часть сил из-под Севастополя, а в сам город была переброшена еще 1 пехотная дивизия, которая прямо с кораблей отправилась бой и позволила нашим войскам не только остановить наступление немцев и румын, но и отбросить их назад. Важную роль в поддержке контрударов наших войск сыграл линкор «Парижская Коммуна», который прям из гавани вел огонь по немецким войскам.
Уже 2 января 1942 года Манштейн отдал приказ о переходе немецких войск в Крыму к обороне. План Манштейна провалился, а приказ Гитлера так и остался не выполненным. Сорван этот план был прежде всего героизмом защитников Севастополя, а также умелыми действиями советского командования, которое своевременно перебросило необходимые резервы и боеприпасы с Кавказа, а также спланировало и осуществило Керченско-Феодосийскую десантную операцию, которая отвлекла часть сил врага от Севастополя.
Это поражение Манштейна имело далекоидущие последствия, 11-я армия вермахта была вынуждена остаться в Крыму и была скована боями под Севастополем вплоть до июля 1942 года, потеряв при этом большое кол-во людей и техники, что не позволило задействовать ее в ключевых сражениях летней кампании 1942 года.