Després del fracàs del seu primer assalt a Sebastopol, l'Eix va optar per dur a terme una guerra de setge fins a mitjans de 1942, moment en què van atacar les forces soviètiques envoltats per terra, mar i aire. El 2 de juny de 1942, l'Eix va començar aquesta operació, amb el nom en codi "Störfang" (captura d'esturgeons). L'Exèrcit Roig Soviètic i la Flota del Mar Negre van resistir durant setmanes sota intens bombardeig de l'Eix. La Força Aèria alemanya (Luftwaffe) va jugar un paper vital en el setge, el seu 8è Cos Aeri bombardejant les forces soviètiques assetjades amb impunitat, fent 23.751 sortides i llançant 20.528 tones de bombes només al juny. La intensitat dels atacs aeris alemanys va ser molt més gran que les ofensives alemanyes anteriors contra ciutats com Varsòvia.
, Rotterdam o Londres. Al final del setge, només quedaven 11 edificis sense danys a Sebastopol. La Luftwaffe va enfonsar o va impedir la majoria dels intents soviètics d'evacuar les seves tropes per mar. L'11è Exèrcit alemany va suprimir i va destruir els defensors disparant 46.750 tones de munició d'artilleria contra ells durant "Störfang".