20 августа 1941 года войска 4-той румынской армии перешли к активным наступательным действиям, направленным на захват Одессы. Именно с этого времени командование Черноморского флота для поддержки оборонявших Одессу войск стало привлекать корабли из бригады крейсеров: крейсеры «Красный Кавказ», «Красный Крым» и «Червона Украина».
Эти три корабля принято называть крейсерами типа «Светлана», легкие крейсера строительство которых продолжалось 10 лет (1910-20). «Красный Кавказ» был вооружен четырьмя 180 мм орудиями, размещенными в четырех одноорудийных башнях; два других крейсера — пятнадцатью 130 мм орудиями при палубно-казематном их размещении.
Первым 22 августа в Одессу прибыл «Красный Крым» в сопровождении эскадренных миноносцев «Дзержинский» и «Фрунзе», доставив совместно оборонявшим Одессу войскам 1300 чел. пополнения. В течение двух дней в акватории Одесского залива крейсер периодически обстреливал позиции противника.
25 августа 1941 года противник, установивший восточнее Одессы батареи дальнобойных орудий, стал обстреливать город, порт и подходной к порту фарватер. В сложных условиях задача ведения контрбатарейной борьбы полностью легла на корабли Черноморского флота.
27 августа из Новороссийска в боевой поход в Одессу направился крейсер «Червона Украина».
Приняв на следующий день в Севастополе на борт личный состав одного из отрядов моряков-добровольцев в количестве 720 чел., корабль под руководством вице-адмирала Г. И. Левченко, доставил 29 августа отряд в Одессу. Через 5 дней крейсер приняв на борт большое количество гражданских лиц и раненых военнослужащих взял курс на Севастополь.
Вместо «Червонной Украины» в Одессу пришел «Красный Кавказ».
Заняв огневую позицию в Одесском заливе между Аркадией и Большим Фонтаном, «Красный Кавказ» обстрелял войска противника, противостоявшие Южному сектору обороны города, сорвав тем самым готовившуюся неприятелем атаку. 12 сентября крейсер, совместно с эскадренным миноносцем «Бодрый», также поддерживал артиллерийской стрельбой оборонявшие город войска. За два дня пребывания в Одессе корабль девять раз подвергался авиационным налетам, отраженным корабельными артиллеристами-зенитчиками. Покинув Одессу в ночь на 13 сентября «Красный Кавказ» вернулся в Севастополь.
Красный Крым и «Червона Украина» сопровождали в Одессу 157-мой стрелковой дивизии и 36 -ти маршевых рот. Перевозка осуществлялась 11 транспортными судами под прикрытием крейсеров.
Крейсер «Червона Украина» при поддержке эскадренных миноносцев «Безупречный», «Бойкий» и «Незаможник» отразили авиа-атаку на шедшие в Одессу гражданские корабли «Абхазия», «Грузия» и «Днепр», 16 сентября 1941 года. А крейсер «Красный Крым» 19 сентября осуществлял охранение транспортных судов «Крым» и «Белосток», следующих в Одессу.
Экипаж крейсеров «Красный Кавказ» и «Красный Крым» под командованием капитана 1-го ранга С. Г. Горшкова доставляла черноморский десант в район села Григорьевка.
«Красный Крым» в течение 12 мин вел огонь фугасными и осветительными снарядами по Григорьевке. Десантники высадившись с боем закрепились на узкой песчаной полоске берега. «Красный Крым» возобновил ведение огня по берегу и передовые подразделения полка морской пехоты заняли село Григорьевка. Последовал приказ на возвращение «Красного Кавказа» и «Красного Крыма» в Севастополь, командование стремилось до рассвета увести крейсеры из зоны досягаемости авиации противника. Но сделать этого не удалось. Только «Красный Крым» на переходе в Севастополь трижды подвергался атакам бомбардировщиков, но атаки эти для противника остались безуспешными.
В октябре 1941 года и крейсеры «Красный Кавказ» и «Червона Украина» принимали участие в эвакуации войск из Одессы. «Красный Кавказ» в период с 3 по 5 октября совершил поход из Севастополя в Одессу и обратно, доставив в главную базу 1000 бойцов, а также 14 автомашин и четыре походные кухни.
К вечеру 16 октября все корабли ушли из Одессы, в акватории порта оставались лишь крейсеры «Червона Украина» и «Красный Кавказ» с эскадренными миноносцами «Бодрый» и «Смышленый». На «Червоной Украине» находилось 1164 чел. личного состава арьергардных батальонов, командования и штабов Одесского оборонительного района и Приморской армии; на борту «Красного Кавказа» — 1127 чел. личного состава арьергардных батальонов.
Около 6 часов вечера крейсеры «Червона Украина» и «Красный Кавказ» совместно с эскадренными миноносцами «Бодрый» и «Смышленый» покинули Одесский порт.
На этом фактически завершилась эпопея обороны города-героя Одессы, активное участие в которой принимали корабли бригады крейсеров Черноморского флота: «Червона Украина» и ставшие впоследствии гвардейскими кораблями «Красный Кавказ» и «Красный Крым».
