La defensa de Sebastòpol va ser obra principalment del personal de la Flota del Mar Negre i de l'Exèrcit Independent Costaner del general Ivan Petrov, que havia arribat allà provinent del setge d'Odessa. La Flota del Mar Negre destina 49.372 mariners per lluitar com a infanteria. La majoria no estaven entrenats pel combat terrestre i això només es va fer com a mesura d'emergència. Les brigades navals formades tenien entre 4 i 6 batallons de 4.000 homes, permetent-los assumir pèrdues significatives. Aquestes forces estaven ben armades, disposant d'una varietat de batallons d'artilleria i de morters. Gairebé un 20% de l'Exèrcit Costaner era personal naval. A les unitats de l'Exèrcit Roig, les divisions més poderoses eren la 95a, la 109a, la 172a i la 388a Divisions de Fusellers. Cadascuna d'elles tenia uns 7.000 membres, mentre que la resta d'unitats de l'Exèrcit Roig en tenien només 5.000. Malgrat aquestes xifres, les forces de Petrov no disposaven de canons antiaeris ni de tancs. La guarnició tampoc disposava de massa reserves de menjar ni de munició de morter, la qual cosa disminuïa molt la força soviètica. A més, les comunicacions entre la línia del front i el Quarter General tampoc eren bones. Així doncs, Petrov va tenir grans dificultats per respondre ràpidament als atacs de l'Eix.