南方集团军群以第11集团军向克里米亚进攻。该集团军辖有第30军、第49山地军、第54军计3个军9个师。此外，罗马利亚第3集团军也归德第11集团军指挥。1941年9月12日，原北方集团军群的第56装甲军军长曼施泰因上将被升为第11集团军司令。

　　南方集团军群司令部要求第11集团军在进攻克里米亚的同时，还必须在南方集团军群的右翼前进，追击向东撤退的苏军。这给曼施泰因出了个难题，他明白，由于罗马利亚军团的战斗力很弱，而要靠德军的一个军团去同时完成这两个任务，其力量是远远不够的。他权衡再三，决定把攻占克里米亚放在首位，用少量的兵力继续向东追赶撤退的苏军，把主要力量抽回来进攻克里米亚。他这一招是相当冒险的，东面的苏军可能会停止退却并发动反攻。

　　要攻占克里米亚是异常困难的，苏军在半岛上不仅驻扎了重兵，而且控制了这里的制海权和制空权。加上半岛地形复杂，进入半岛只能通过皮里科普地峡，若从陆上进攻，则必须通过毫无隐蔽的开阔沼泽地，那里有苏军坚固的防御工事和深达15米的古代工事“鞑靼壕沟”。若从水上进攻，地峡两侧的水太浅，船只无法靠近。

　　1941年9月24日上午，在作了充分准备后，曼施泰因命令第54军开始进攻皮里科普地峡，他调集了尽可能多的炮火来支援主攻部队。经过巨大的伤亡，第54军两天后占领了皮里科普地峡，又经过三天的苦战，肃清了这一地区内的其它苏军，冲入了比较开阔的地区。双方损失都极为惨重，德军俘虏了约1万名苏军，取得了初步胜利。但苏军又从海上不断进行增援，半岛上的苏军很快增加到6个师。这时东面战场又出现危机，向东撤退的苏军发现了曼施泰因的计谋，集中了12个精锐师向德军发起反攻，德第11集团军的处境岌岌可危。曼施泰因只得将第49山地军调往东面，以稳定罗马利亚第3军团的防线。10月1日，克莱斯特的第1装甲兵团趁第11集团军牵制着苏军大量兵力之际，从北面向苏军发起攻击，曼施泰因也下令德军第30军和罗马利亚第3军团发起反攻，结果将苏军包围和大量歼灭，俘虏了苏军6.5万人。东面压力减轻后，曼施泰因继续集中2个德国军（第49山地军已调给克莱斯特的第1装甲兵团）和1个罗马利亚军全力夺取克里米亚。

　　但这时苏军为了守住克里米亚，已于10月6日撤出了敖德萨，从海上将援军运到克里米亚，使这里的苏军兵力达到12个师。曼施泰因向希特勒紧急呼吁要求派出援军，希特勒给他增加了第42军、第132和第24步兵师。10月下旬双方在克里米亚展开了激烈交锋，曼施泰因驱使部队向苏军发起一次又一次的猛烈攻击。苏军则凭借有利地形拼死抵抗，苏空军飞机也赶来助战。苏军还装备有一定数量的坦克，而德军一辆坦克都没有。参加攻击的各师德军都付出了惨重的代价，到了10月25日，德军已是筋疲力尽了，“战斗的胜负好像是摆在刺刀的边缘上一样”，稍微一坚持不住胜利就会就会倒向敌方一边。结果还是苏军最先顶不住了，10月28日，苏军防线开始崩溃，曼施泰因指挥疲惫不堪的部队向苏军发起不间断的追击。到11月16日，除了半岛南端的塞瓦斯托波尔要塞外，整个克里米亚都落入了德军之手，20万苏军有10万被俘，其余的撤到塞瓦斯托波尔要塞内。

　　12月17日，曼施泰因指挥德军对塞瓦斯托波尔要塞展开了第一波攻击。先是大规模的炮轰，随后第30军和第54军分别从南北两个方向向要塞攻击。苏军拼命死守，逐个碉堡地激烈争夺。德军的进攻矛头已经邻进要塞中著名的斯大林堡垒。这个堡垒如果拿下，则德军炮兵就可以控制整个海湾地区。

　　正当曼施泰因指挥德军在塞瓦斯托波尔要塞苦战时，苏军又在克里米亚东端的刻赤半岛的费多西亚登陆，使正在进攻塞瓦斯托波尔要塞的德军受到两面夹击。曼施泰因立即命令防驻刻赤的第42军军长斯波尼克，把刚刚登陆立足未稳的的苏军赶下海去。但斯波尼克害怕苏军切断自己的退路，擅自命令部队撤出了刻赤。曼施泰因为严肃军纪，将斯波尼克判处死刑，并命令部队在刻赤西面筑起防线，以制止苏军进一步扩大战果。12月30日，参加攻击塞瓦斯托波尔要塞的德军也已成强弩之末，在突入斯大林堡垒的外围后，就不能再向前了，曼施泰因不得不下令停止对塞瓦斯托波尔要塞的攻击。

　　1942年15日，曼施泰因出动第30军和第42军向登陆的苏军发起反击。这次反击带有很大的冒险性，因他手下只有3个半已减弱的德国师和1个罗马利亚旅，而所面对的苏军，已增加到8个师和1个旅。但曼施泰因还是取得了局部的成功。18日，他夺回了费多西亚，俘虏苏军1万多名。但苏军并不想轻易放弃这一地区，仍然在向刻赤半岛增兵，因为他们在这里享有制海权的优势，另外苏联的宣传已把苏军在克里米亚的反攻与领袖斯大林联系起来，宣称这一反攻是在斯大林同志直接指挥下进行的。这回骑虎难下，不好收场了。

　　德军炮击从刻赤半岛撤退的苏军

　　3月13日，苏军动用8个步兵师和2个装甲旅的兵力从东面发起了大规模的反攻，而曼施泰因也得到了新组成的第22装甲师和第28轻快师的增援，双方在克里米亚展开了激烈的混战。到4月11日，苏军的反攻被击退。但要把刻赤强大的苏军赶走或消灭，曼施泰因手下的兵力还无法达到。为此，曼施泰因要求希特勒派大量的空军支援，先夺取刻赤，再攻塞瓦斯托波尔要塞。希特勒同意了他的要求。5月8日，在用少量兵力围困塞瓦斯托波尔要塞的同时，曼施泰因集中了5个德国步兵师、1个装甲师加上2个罗马利亚师和1和骑兵旅的兵力向刻赤大举进攻，德国空军密切配合了这次行动。经过10天激战，到5月18日刻赤战役基本结束，德军以损失7500人的代价几乎全歼了苏军第44集团军和第51集团军，俘虏苏军17万人。

　　刻赤战斗结束后，曼施泰因即开始准备征服克里米亚半岛的最后一个据点塞瓦斯托波尔要塞。该要塞由苏军海岸军团负责防御，约有7个步兵师、1个骑兵师和3个海军陆战队旅。德军兵力为6个步兵师和1个轻快师。曼施泰因对这次攻击进行了充分准备，他在两英里正面上展开了208个炮兵连，每英里长的正面，差不多有10个炮兵连，这在第二次世界大战德军发起的攻击中是绝无仅有的。为了便于发挥炮兵和空军的威力，曼施泰因把主攻方向选在地形较为平坦的要塞的北面，而只在南面实施牵制性攻击。

　　1942年6月7日拂晓，曼施泰因下令对塞瓦斯托波尔要塞发动攻击。德军炮兵对事先标定的苏军堡垒发起空前猛烈的射击。同时，空军也纷纷扑向既定的目标。这是一场惨烈残酷的攻坚战，在德军几个师步兵发起冲锋后，苏军凭借坚固的阵地进行了异常顽强的抵抗，并一再发动反击。曼施泰因后来回忆道：“无论是大型据点，还是小型碉堡，苏军常常打到最后一人一弹为止”。“双方都是寸土必争，每一个碉堡和每一条堑壕，都要经过浴血苦战”。

　　6月13日，德军第22师的第16步兵团攻克了斯大林堡垒。在上年冬季，德军的攻势就停留在这里。在这个堡垒面前，德军死伤枕藉。一位参加过上次攻势的德军伤兵，依在堡垒的墙壁上，用粘满鲜血的手摸着被炸毁的残垣断壁，用剩下的一口气说：“斯大林堡垒，现在我摸到你了！”随即倒地死去。6月17日，德军终于在北面的要塞地区深深楔入。此时德军已伤亡惨重，有的连仅剩下七八个人了。曼施泰因一方面将预备队派上去顶替前沿部队，另一方面向德国陆军总部要到了3个步兵团的援军。当德军在6月26日付出惨重伤亡夺取了苏军的外围防线后，其忍耐力已达到极限。为了最后夺取塞瓦斯托波尔要塞，曼施泰因改强攻为奇袭，于6月29日凌晨派突击队在苏军认为根本不可能发起进攻的地点，秘密渡过塞瓦斯托波尔湾，从南岸攀登上岩石绝壁，突然袭击苏军阵地背后。然后他指挥德军主力在猛烈的炮轰之后发起大规模进攻，使城内苏军陷于腹背受敌的困境。7月4日，退到半岛顶端的9万多苏军残部看到海军的接应已经毫无希望，终于投降。德军缴获火炮460门，其它战利品不计其数。德军也付出了惨重代价，死亡约2.4万人。至此，曼施泰因终于征服了整个克里米亚半岛，他因此被希特勒晋升为元帅。