Il "Char'kov" rimase in riparazione fino al 18 luglio 1941; nel giorni seguenti, in squadra con l'incrociatore "Komintern" e i cacciatorpediniere "Smyshlennyy", "Bodry" e "Shaumyan" e altre unità minori, la nave coprì la ritirata delle imbarcazioni della Flottiglia del Danubio sovietica a Odessa. Il "Char'kov" compì quindi vari bombardamenti costieri delle postazioni tedesche durante gli eventi dell'assedio di Odessa, per poi scortare i convogli di evacuazione della guarnigione sovietica nel corso di ottobre 1941.