Несмотря на подавляющее численное превосходство, противник, не добившись успеха и понеся большие потери, прекратил наступление и перешел к обороне. Румынское радио объявило, что активные операции под Одессой переносятся на весну 1942 года
В целях предотвращения очередного контрудара наших войск неприятель пополнял дивизии в соответствии со штатным расписанием, интенсивно укреплял свои позиции.
Шли бои местного значения. В Западном секторе противник силами до четырех батальонов пехоты атаковал позиции 95-й стрелковой дивизии в районе села Андреев-ка, расположенного западнее Холодной Балки. После боя4 продолжавшегося четыре часа, командир дивизии, в целях сохранения личного состава, отдал приказ об оставлении Андреевки.
В Южном секторе противник пытался потеснить части 2-й кавалерийской дивизии в районе Болгарских хуторов, но наши войска с помощью артиллеристов 1-й береговой батареи и бронепоезда «За Родину» успешно отразили все вражеские атаки.

Военный совет OOP принял окончательное решение об общей эвакуации войск в ночь на 16 октября. В 19.35 командующий Приморской армией генерал-майор И. Е. Петров подписал боевой приказ, в котором говорилось:
«1. Противник, активизируя с 9.Х.41 г. свои действия на всем фронте армии и вводя в бой свежие части, безуспешно пытается прорвать фронт и захватить Одессу.
2. По решению Ставки Верховного Главнокомандования Красной Армии, части Приморской армии, героически и честно выполнившие свои задачи, в кратчайший срок должны оставить Одессу и сосредоточиться для действий на новом направлении.
3. Во исполнение указаний Ставки Верховного Главнокомандования Красной Армии приказываю:

1) Отвод всех войск армии с занимаемого оборонительного рубежа для посадки на суда начать с 19.00 15 октября 1941 г.
2) Для прикрытия отвода главных сил от каждого стрелкового полка, находящегося в первом эшелоне оборонительной полосы дивизий, выделить арьергарды в составе одного стрелкового батальона с батареей ПА и орудиями ПТО.
3) Посадку главных сил дивизий на суда произвести в Одесском порту с нижеуказанных причалов: 421 сд — Нефтегавань, причалы № 1, 2, 3 и 4; 95 сд — Военный мол, причалы № 34 и 36; 25 сд — Платоновский мол, причал № 17; 2 кд — Карантинный мол, причал № 5. Пути подхода к причалам для посадки на суда — согласно схеме.
Одновременно с эвакуацией главных сил должно быть вместе с пехотой вывезено все стрелковое оружие, все пулеметы, минометы, орудия ПТО и ПА.
Средства усиления и приданные части эвакуируются одновременно с главными силами всех дивизий, которым они приданы.
4) Материальную часть артиллерии, автомашины и конский состав эвакуировать по мере подхода грузовых судов до момента эвакуации главных сил дивизий по специальным нарядам штарма. В первую очередь вывозить наиболее новую матчасть.
Материальную часть артиллерии и автотранспорта, которую не представится возможности вывезти до начала эвакуации главных сил (кроме орудий ПТО и ПА), уничтожить, назначив ответственных лиц из начсостава для их уничтожения.
5) По окончании посадки и отхода судов с главными силами от причалов арьергардные части эвакуируются на каботажных судах и частично на боевых кораблях ЧФ.
Посадку арьергардов на суда произвести в пунктах согласно схеме»1.
В приказе далее предписывалось командирам дивизий назначить комендантов районов посадки войск, начальников и комиссаров эшелонов на каждое судно, выделить проводников для сопровождения каждого подразделения к месту посадки и выставить маяки по маршруту предстоящего движения частей; указывались и другие обязательные меры для обеспечения четкого и точного выполнения плана эвакуации войск.