Хотя Одесса и расположена у самого Чёрного моря, на историю её освобождения в апреле 1944 года значительно повлияла пресная вода. В одном из боёв, развернувшихся вначале на удалении от города, был захвачен румынский офицер, сообщивший, что городу грозит экологическая катастрофа.
Одесса в основном снабжалась днестровской водой, которая за 40 километров подавалась в город по трубам водонасосной станцией, расположенной в посёлке Беляевка. По словам пленного, водокачка была заминирована. Беляевку надо было срочно освобождать.
Кроме того, через этот посёлок и расположенное чуть южнее село Маяки проходила последняя нижнеднестровская переправа. Следующая, по которой захватчикам можно было бы удрать из Одессы, располагалась только на самом побережье, в районе Каролино-Бугаза, где Днестр впадает в Чёрное море.
Тогда командующий 3-м Украинским фронтом генерал армии и одессит Родион Малиновский начал строить для группы войск своего оппонента, генерал-полковника Карла-Адольфа Холлидта, "золотой мост". Так в военном искусстве называется ситуация угрозы окружения противника, когда он, торопясь спастись через последний оставшийся у него путь к отступлению, вынужден бросать всё — вооружения, боеприпасы, жертвовать подразделениями, прикрывающими отход, чтобы сберечь "ядро" своих войск.
Надо сказать, что к 5 апреля 1944 года ситуация для немецких и румынских войск, оборонявшихся в районе Одессы, стала критической.
Севернее города войска 3-го Украинского фронта прорвались далеко на запад, нависнув над вражеским флангом. 4 апреля конно-механизированная группа (КМГ) генерал-майора Иссы Плиева захватила станцию Раздельная, лишив вражескую группу армий "Южная Украина" крупной базы снабжения и важнейшего транспортного узла.
Теперь подразделения 6-й армии Холлидта и подчинённой ему 3-й Румынской армии теряли возможность снабжения с баз, расположенных в Молдавии, и возможность отхода в том же направлении. А в том, что отход будет, уже никто из немецких генералов не сомневался.
Все бронетанковые резервы группы были брошены на Раздельную, но это оказалась запоздалой мерой. Подошедшие советские стрелковые части успели закрепиться и отбили все атаки.
Тем временем Плиев развернул своих конников и танки на юг. В ночь с 6 на 7 апреля передовой отряд кубанских казаков и танков обошел Беляевку с севера и по береговому плесу вышел к водонапорной станции. Ее территория была обнесена деревянным забором, с колючей проволокой, пущенной поверху. Казаки-пластуны сняли часовых, после чего внезапной атакой захватили основные опорные пункты и обезвредили мины.
Остальной отряд ворвался на водокачку, и зачистил ее от противника. Румыны, видимо, решили, что имеют дело с какой-то небольшой диверсионной группой, и бросили в бой охранное подразделение с собаками. Под шум перестрелки с востока и с севера в полночь в поселок ворвались две кавалерийские дивизии, и в считаные часы Беляевка была освобождена. Саперы приступили к разминированию водокачки и вскоре извлекли на свет божий несколько тонн взрывчатки.
К полудню 7 апреля были освобождены и Маяки, а во второй половине дня генерал Малиновский поставил перед КМГ генерала Плиева новую боевую задачу — удерживать захваченные населенные пункты и не дать противнику возможности прорваться за Днестр. Также приказ содержал следующие слова: "Хорошо было бы захватить сильным отрядом Овидиополь. Вести разведку на Одессу. Сохранить водокачку".
Овидиополь находится менее чем в 20 километрах от Каролино-Бугаза. В случае его захвата группа создавала прямую угрозу окружения войск захватчиков в Одессе. Генерал Холлидт осознавал нависшую над его войсками опасность, поэтому направил против подразделений Плиева все имеющиеся у него резервы.
Немецкая бомбардировочная и штурмовая авиация практически повисла над позициями конников. Прикрыть их наши истребители не могли, так как занимали грунтовые аэродромы, взлётные полосы которых оттепель превратила в канавы с грязью, в то время как немецкие самолёты базировались на лётных полях с бетонными или стальными "взлётками".
В критический момент боя немцы ворвались даже в дом, в котором размещался штаб Плиева. Вот как он сам вспоминал об этом:
"В комнате стояла тишина. И вдруг мне почудилось, что где-то совсем рядом говорят по-немецки. Я напряг слух. Говорили в соседней комнате… Стараясь не шуметь, я схватил автомат. При моем появлении в дверях высокий, сутулый блондин выронил оружие и не двинулся с места. Другой, забыв об автомате, юркнул к окну, но… бездыханно повис на подоконнике. В комнату заскочил командир взвода охраны старший лейтенант Ласкин, с ним несколько казаков. Смотрю в окно: немцы! Они бегут через огород к дому".
Но все вражеские потуги оказались напрасными, ещё один, предпоследний, путь отхода из Одессы был отрезан, и немцы с румынами начали спешно оставлять город, торопясь как можно больше перебросить через последнюю автомобильную и ж/д переправу в Каролино-Бугазе: морем из одесского порта всё равно бы уйти не удалось.
Тем временем вокруг Одессы сжималось кольцо продвигавшихся к ней общевойсковых армий 3-го Украинского фронта.
С севера наступали 6-я и 8-я гвардейская армии. С северо-запада, на известный по песням про Костю-моряка пригород Пересыпь — 5-я ударная. Готовясь к боям за Одессу, немцы выстроили четыре рубежа обороны: по западному берегу Тилигульского, Аджалыкского и Большого Аджалыкского лиманов и по городской черте. В самой Одессе в районе Лузановки были построены блиндажи, на перекрёстках улиц и площадях города — долговременные огневые точки.
Однако из-за того, что вопрос в целом решился в Беляевке и Овидиополе, город остался цел.
5-я армия преодолевала лиманы, а к 19 часам 9 апреля прорвали последний оборонительный рубеж на перешейке между Куяльником и Чёрным морем. Поскольку эвакуация противника ещё продолжалась, на окраинах Одессы завязались бои. Однако внутри города в тот же день вступили в дело подпольщики и партизанские отряды, скрывавшиеся в одесских катакомбах. Вместе с ними бились более 150 солдат тыловых подразделений 1-й словацкой дивизии, которые накануне перешли на нашу сторону вместе со всем имеющимся у них вооружением. В уличных боях они потеряли своего командира Мишо Кончитого.
Партизаны и словаки старались помешать захватчикам взрывать промышленные объекты, причалы, разрушать железнодорожное полотно. Удалось предотвратить уничтожение Одесского оперного театра и целого ряда других исторических зданий, которые "цивилизаторы" заминировали и подготовили к подрыву.
Участник обороны Одессы, партизан-подпольщик Яков Савченко вспоминал: "Мы пробили стену катакомб в районе улицы Балковской. Только светало. Смотрим — по железке медленно движется паровоз и тащит за собой гребень, который выворачивает рельсы. Боец из нашего отряда кинул гранату. И паровоз замер".
На подступах к юго-западной окраине города, в районе джутовой фабрики, повёл в атаку как стрелковое подразделение свою зенитную роту знаменитый сталинградский снайпер Василий Зайцев, после потери (и восстановления) зрения сменивший профессию. Взаимодействуя со стрелковой ротой лейтенанта Владимира Бурбы, он захватил военный аэродром. Атака была проведена с такой скоростью, что немецкие самолёты просто остались на земле. Было захвачено 18 истребителей "Мессершмитт".
Участвовала в боях за Южную Пальмиру и 49-я гвардейская дивизия Героя Советского Союза полковника Василия Маргелова, будущего десантного "дяди Васи". Его стрелки первыми ворвались в порт и захватили там транспорт с автомобилями, один из которых подарили своему комдиву. За освобождение Одессы он получил своё первое генеральское звание.
В боях "отличился" старший сын Маргелова — Геннадий, который в 12 лет сбежал к отцу на фронт и был приставлен им к бронебойщикам.
"Во время боев в Одессе мы с двумя товарищами… ушли с батальонными разведчиками, чтобы бить немца на улицах города. А что такое бой в городе? Порой не поймешь, где свои, а где враги. В общем, оказался я один… В одном из домов наткнулся на винный погреб. И вдруг, откуда ни возьмись, здоровенный немец с автоматом! Конечно же, он меня бы "скосил" очередью в момент, да, видно, набрался фриц вина из бочек, потому и замешкался. Я его из своего карабина и застрелил", — писал он впоследствии.
За ненужное геройство Василий Филиппович отправил своего непослушного отпрыска сначала на три дня "на губу", а затем — в суворовское училище.
Главными мучениками освобождения Одессы стали казаки Плиева.
10-я гвардейская казачья кавалерийская дивизия полковника Сергея Шевчука оказалась крайней на пути отступавших по Овидиопольскому шоссе войск Холлидта. Вражеские части вызвали поддержку авиации, после чего просто растерзали казаков. Однако и собственные потери немецких и румынских сил были настолько огромны, что уже 20 апреля Гитлер отстранил генерала Холлидта и больше уже не доверял ему командование воинскими частями.
Освобождению Одессы в 20 часов 10 апреля Москва салютовала двадцатью четырьмя артиллерийскими залпами из трехсот двадцати четырех орудий. В то же самое время корабли Черноморского флота произвели салют двенадцатью артиллерийскими залпами из ста двадцати орудий.
А в память о героической обороне и умело проведённой операции по освобождению уже 1 мая 1945 года город в числе первых был назван героем в Приказе №20 Верховного Главнокомандующего.