Przebieg bitwy Rejonu Odessy broniły cztery radzieckie dywizje (25, 95 i 421 Dywizja Strzelecka oraz 2 Dywizja Kawalerii) – łącznie około 86 tysięcy żołnierzy oraz około 100 czołgów. Dywizje te tworzyły Samodzielną Armię Nadmorską. Oprócz tego Sowieci mogli zmobilizować jeszcze ok. 35 tysięcy robotników z zakładów przemysłowych. 6 sierpnia V Korpus podległy 4 Armii rumuńskiej w składzie 1 Brygada Kawalerii i 15 Dywizja Piechoty przekroczył Dniestr i chciał zamknąć okrążenie Odessy od zachodu. W rejonie miejscowości Bujalik doszło do ciężkich walk (11–14 sierpnia). Rumuni stracili tam 37 czołgów. Do 14 sierpnia w rejonie Odessy znajdowały się V Korpus (21 Dywizja Piechoty, Dywizja Forteczna i Dywizja Gwardii), III Korpus (7, 11 i 3 Dywizja Piechoty), I Korpus i IV Korpus (1 Dywizja Pancerna, 9 Brygada Kawalerii i 5 Dywizja Piechoty). Łącznie rumuńska 4 Armia miała ok. 120 tys. żołnierzy, jej przewaga istniała jednak tylko na papierze. Sowieci posiadali armaty kalibrów 76 i 45 mm, które powodowały wysokie straty pośród nieprzyjacielskiej broni pancernej. Zmusiło to w końcu nieprzyjaciela do wycofania z frontu rumuńskiej 1 Dywizji Pancernej (IV Korpus). W walkach w sierpniu Rumuni stracili ok. 27 tys. poległych i rannych, a w następnym miesiącu 60 tysięcy.