Oktjabr'skij continuò a dirigere la Flotta del Mar Nero durante i successivi eventi della battaglia del Caucaso, sostenendo con bombardamenti costieri e trasporti di rinforzi la difesa dagli attacchi tedeschi di città come Novorossijsk e Tuapse. Il 4 febbraio 1943 Oktjabr'skij comandò una massiccia operazione anfibia per ricatturare la città di Novorossijsk precedentemente caduta in mano ai tedeschi; lo scontro non arrise alle forze sovietiche: il contingente sbarcato a ovest di Novorossijsk fu completamente annientato dai difensori tedesco-romeni, mentre una forza secondaria scesa a terra a sud della città riuscì a occupare solo una modesta testa di ponte che venne mantenuta al prezzo di pesanti perdite. Incolpato dell'insuccesso, Oktjabr'skij fu rimosso dall'incarico nel maggio 1943 e destinato al meno prestigioso comando della Flottiglia dell'Amur in Estremo oriente, venendo sostituito alla guida della Flotta del Mar Nero dall'ammiraglio Lev Vladimirskij; nel marzo 1944, tuttavia, Oktjabr'skij riottenne il comando della Flotta del Mar Nero, che guidò negli ultimi anni della guerra.