מצרים וסוריה הכריזו על מצור ימי על ישראל והמצרים ניסו גם לכפות אותו בפועל. בניגוד לחזוי למלחמות בישראל התארכה מלחמת יום הכיפורים ונוצר צורך חיוני בדלק ובאמצעי לחימה שונים. אוניות טענו מטוסי קרב ורכב קרבי משוריין בנמלים באירופה ובאמריקה. טעינת האוניות נעשתה בפיקוח ביטחוני בנמלי היציאה. היו מקרים שצוותים לא ישראליים לא הסכימו להיכנס לאזור הלחימה. מהאוניה "כמיקל אנטרפרייז" של חברת גדות ים ירד כל הצוות הזר בנמל נאפולי. המכלית בפיקוד רב חובל אורי מירון, נשאה מטען חיוני של דלק סילוני ושמני סיכה מהקריביים לישראל. מעט אנשי הצוות הישראלי השיטו את האוניה לחיפה.
ב-6 באוקטובר אחרי הצהרים המצרים הודיעו רשמית לכל הדיפלומטים שהים התיכון וים סוף נחשבים לאזור מלחמה. על מנת לממש את ההכרזה על חסימת חופי ישראל, נערך הצי המצרי לחסימת נתיבי השיט על ידי פריסת צוללות בחופי ישראל ובמרכז הים התיכון והצבת משחתת "סקורי" בנמל בלוב כדי לשלוט על מרכז הים התיכון. עוד באותו הלילה עצרו הסורים את אוניית הנוסעים היוונית "רומנטיקה", שהסיעה 200 צליינים אמריקאים, והובילו אותה לנמל טרטוס.
לאחר ניצחונות חיל הים בקרב לטקיה ובקרב דמיאט, הסתגרו ציי סוריה ומצרים בנמליהם, ולא הפעילו כלי שיט כדי לחסום את נתיבי הים באזורים הסמוכים לישראל. הצוללות המצריות שנשלחו אל חופי ישראל נקראו לחזור, ואלה שהוצבו בלב ים לא היו יעילות, ולא הצליחו לאתר את תנועת האוניות לישראל. המשחתת שהוצבה במרכז הים התיכון התגלתה ב-22 באוקטובר 1973 בטווח של כ-60 מייל. ספינות סער נערכו לתקיפה, אך הדיונים על הפסקת האש הגיעו לשלב מתקדם ומפקדת חיל הים הורתה לכוח הישראלי לנתק מגע. המשחתת המצרית חזרה ללוב ולא נוצר עימות בינה לבין הכוח הישראלי.
גם כאשר נכנסה הפסקת האש לתוקפה נותר האיום על התעבורה לישראל וממנה. האזור שעליו איימו המצרים מבסיסם בלוב היה אזור מלטה, המרוחק כאלף מיל ימי (כ-1,800 ק"מ) מישראל. שיקולי תצרוכת דלק ותנאי הים הקשים חייבו לפרוש את ספינות סער 4 בקטע שבין מלטה לכרתים, וספינות "סער 2" ו"סער 3" פעלו באזור שבין כרתים לחופי ישראל.
אח"י חיפה (סער 2), בפיקודו של רס"ן שמואל שריג, השתתפה במשימה של אבטחת שיט לישראל באזור הים האגאי. ממערב לסקרפנטו עלתה על סלע מחט בעומק רדוד שלא מופיע במכ"ם אך מסומן היטב במפה. מדחפי הספינה ניזוקו והחלה חדירת מים, שנבלמה בפעולת בקרת נזקים של הצוות. הספינה נגררה לנמל חיפה על ידי אונית סוחר מגויסת "חנה" בפיקודו של ישראל לשם, הוספנה והוחזרה לכשירות בתוך ימים אחדים.
אוניית האימונים של חיל הים אח"י נגה, בפיקודו של רס"ן חיים גבע, הוסבה לאוניית אספקה ושייטה באזור, שם תדלקה את ספינות הטילים, וכך איפשרה להאריך את זמן הסיור שלהן. מערבית ממלטה לא נעשתה פעילות לאבטחת שיט על ידי ישראל.
הניצחונות בקרבות הטילים והאבטחה שקוימה על ידי חיל הים הישראלי היוו שיקול מכריע בהחלטת נשיא ארצות הברית להפעיל את האספקה דרך הים. אלוף מרדכי גור ששימש כנספח צה"ל בארצות הברית והשתתף בחלק מהדיונים. מסר את התרשמותו שאילו היה הצי השישי של ארצות הברית נדרש לאבטחת השיט הוא לא היה מתקיים. זאת עקב ההתחזקות המשמעותית של הצי הסובייטי בים התיכון שהיווה איום בכוח.
בסיכומו של דבר הייתה משימת אבטחת השיט בים התיכון, שהצורך בה עלה רק במהלך המלחמה, מוצלחת: לא הייתה הפרעה לתנועת האוניות לישראל. במהלך המלחמה היו כ-100 הפלגות; ארצות הברית הזרימה לישראל בדרך הים כ-95% מאמצעי הלחימה וכ-5% בדרך האוויר במבצע ניקל גראס.
חבלה בתקשורת סוריה מצרים.
ביזמת המודיעין הימי נעשתה פעילות חבלה בקווים בהם תקשרו הפיקוד העליון של מצרים וסוריה. ב-17 באוקטובר 1973 אתרו צוללים מיחידה 707 בפיקוד יהודה גושן שני מתקני תקשורת בים מול ביירות ופגעו בהם. התקשורת בין מצרים וסוריה עברה להיות אלחוטית, לשביעות רצונם של בקרי מודיעין אותות באמ"ן.
החלפת מפקדים במהלך הלחימה.
אף על פי שמרבית התקלות בספינות הסער במהלך המלחמה התאפיינו בתחום הטכני, אירעו גם תקלות תפעוליות שהביאו להעברת שלושה מפקדים מתפקידיהם:
מעורבות הסובייטים.
עם הידיעה על המלחמה העומדת לפרוץ יצאה אוניית הביון 'קרים' מפורט סעיד, תפסה עמדה והעבירה מידע על תנועות חיל האוויר וחיל הים הישראליים. הרכבת האווירית שהופעלה במהלך המלחמה למצרים וסוריה העבירה במשך חודש ימים 15,000 טון ציוד. עוד 200,000 טון ציוד הועבר בדרך הים וכלל טנקים מיוגוסלביה ומבולגריה. החל מ-12 באוקטובר התמקמו צוללות סובייטיות לאורך נתיבי השיט בכוננות לתקיפת כלי שיט הנעים לישראל. צוללת סובייטית בפיקוד ליאוניד טיקוצ'ינסקי, הועמדה בכוננות לשגר טילים גרעיניים על ישראל. לקראת סוף המלחמה ב-25 באוקטובר, כשישראל המשיכה בפעולות איבה, גרמו האיומים הסובייטים להכרזת כוננות גרעינית בצי ארצות הברית.
במפרץ סואץ וים סוף.
זירת מפרץ סואץ וים סוף במלחמת יום הכיפורים הייתה נפרדת ועמוסת מכשולים. נמצאו בה נכסים אסטרטגיים חשובים למדינת ישראל: נתיב השיט לאילת ובארות נפט. זירת הלחימה, שהשתרעה לאורך חזית של 350 ק"מ במרחק של 50–30 ק"מ מחוף מצרים, הייתה מוקפת על ידי המצרים לכל אורכה. חיל הים הישראלי החזיק בזירה זו כוח שהיה נחוּת כמותית וטכנולוגית אולי מכל גזרה אחרת במלחמה. ביום השני למלחמה (7 באוקטובר 1973), דיווח שר הביטחון משה דיין לממשלה, שהוא המליץ למטכ"ל לפנות את מפרץ סואץ, כולל עיר הנפט אבו רודס, ולהתמקד בהגנת שארם א-שייח'. עיר הנפט פונתה והשאיבה הופסקה.
חיל הים הישראלי החזיק בזירה זו 7 נחתות מסוגים שונים ואוניית אספקה "אח"י בת-ים", שחימושה ומהירותה נמוכים. כוח הלחימה כלל 5 ספינות "דבור" שמספרן גדל (באמצעות תובלה יבשתית לאילת ומשם בשיט לשארם א-שייח') מ-4 ספינות שמישות בתחילת המלחמה ל-10 החל מהיום השמיני למלחמה. כל הספינות היו כלי מגננה ותובלה - אף לא ספינה אחת שייעודה התקפי. לפני המלחמה היה בכוונת חיל הים להעביר לזירה שתי ספינות טילים מדגם "סער 4", שיציאתן להפלגה באמצעות הקפת יבשת אפריקה נקבעה ל-15 באוקטובר, ולכן לא מומשה. הפעילות של חיל הים הישראלי בזירה כללה התגוננות מתקיפות אוויר וטילים ימיים, הכנות למבצע נחיתה, פגיעה בכלי שיט מצריים ומניעת פשיטות קומנדו. החל מהיום השלישי למלחמה נוספו – על פי דרישת המז"ר, אל"ם זאב אלמוג - 45 לוחמים משייטת 13 שהגיעו מבסיס עתלית. גם כוחות האוויר והיבשה במרחב שלמה ודרום סיני היו מעטים (2–4 מטוסי פנטום ו-1–2 גדודי שריון חק"ש).
כלי השיט המצריים הגדולים הועברו לדרום ים סוף, ובמפקדת חיל הים נעשו תכנונים לפגיעה בהם. חיל הים העריך שהגיע לרמת יכולת כזאת בסוף המלחמה לקראת הפסקת האש, בעזרת אניית סוחר ״נהריה״ וגוררת שצוידו בטילים, אך התקיפה לא התבצעה.
הכנת זירת ים סוף למלחמה.
על רקע מיעוט הכוח בזירת ים סוף (זי"ס) והאפשרות שתגבור בסטי"לים סער 4 לא יתממש, הגבירה מפקדת זי"ס את הפעילות הסיורית במפרץ סואץ: הוגדלה מכסת סיורי הדבורים משלושה ימים בחודש ל-10–15 ימים כל שבועיים וחודשו בו סיורי הנט"קים. פותחה ותורגלה תורת לחימה לדבורים המחייבת הסתערות עד טווח 0 מהאויב ופתיחה באש רק בסוף נתיב ההסתערות.
הוקמו בסיסים זעירים בראס כניסה, בא-טור - "בסיס דולפין", באבו רודס, ובמשטח ההפקה לנפט "פותחן" (F-1Oׁ) בלב ים. אוחסנו בהם דלק, מזון, ועֶרכוֹת טכניות לטיפול בכלי השיט, והוצבו בהם מכ"מים לכיסוי מרחב הגילוי במפרץ; הנחתת אח"י תרשיש, שיצאה מכשירות טכנית, הוצמדה לחוף ראס סודר כדי לשמש מזח לדבורים.
פותחה ותורגלה נחיתת נט"קים על ריפי אלמוגים כדי להתחמק מטילי ים-ים ועל מנת להכין נקודות נחיתה אלטרנטיביות למבצע אור ירוק. שיטה זו הוצגה לסגל המטכ"ל חודשיים לפני המלחמה.
במגמה להתרחק מהאי שדואן שבידי המצרים ולהימצא קרוב לחוף סיני תומרר מעבר "מילאן" במחזירי הד מכ"ם; כך נוצר נתיב חלופי בטוח יותר לכלי-השיט של חיל הים הישראלי ולמעבר מכליות הדלק מהמפרץ לאילת. במהלך המלחמה שיגרו המצרים כ-8 טילים לעבר מחזירי הד-מכ"ם אלה בחושבם שאלו כלי-שיט.
אירועי לחימה ימיים.
ביממה הראשונה של המלחמה ספגו מפקדת הזירה וכלי השיט במעגן תקיפות מטוסים וטילים, ובהם קרב האוויר הראשון במלחמת יום הכיפורים. יב"א 528, תחנת המכ"ם הראשית על הר צפרא, ספגה טיל KSR-2 קלט והושבתה. נגד תקיפות המטוסים פעלו גם תותחי ומקלעי הנחתות ומוצבי הנ"מ במחנה חיל הים בשארם א-שייח'. מטוס מצרי תוקף אחד הופל בירי מתותח אורליקון 20 מ"מ של אוניית העזר אח"י בת-ים ומוצבי הנ"מ שבמחנה. בתקיפת המטוסים נפגעה אנטנת עורק הזירוי הטרופוספרי, כך שנותק הקשר זמנית בין מפקדת זי"ס למפקדת חיל הים ושובש חלק מהקשר של מפקדת זי"ס עם הכוחות ובסיסי חיל הים במפרץ סואץ.
לאחר חצות התקבל מידע מודיעיני על שני סטי"לים מצריים מדגם "קומאר" המתכננים ירי טילים אל שלוש נחתות של חיל הים הישראלי, שסיירו לאורך חוף שארם א-שייח'. על פי הוראת רס"ן אברהם בן שושן, בהנחיית אל"ם אלמוג, ששודרה מחמ"ל זירת ים סוף, בהתאם לנוהל התגוננות שתורגל קודם לכן, נחתו הנחתות על הריפים הצמודים לחוף, והטילים חלפו מעל תורני הנחתות והתפוצצו על היבשה. אל"ם אלמוג כיוון זוג מטוסי פנטום בפיקוד אמיר נחומי שנמצא באוויר, אך לא הצליחו ליירט את ה"קומארים" התוקפים.
מאוחר בלילה התגלה כוח קומנדו מצרי מובל בסירות גומי בדרכו לשארם א-שייח', אך הוא נהדף והוברח על ידי שני דבורים בפיקוד רס"ן אברהם בן-שושן.