Противник продолжал массированные воздушные налеты на Одессу и ее окрестности. 16 августа большая группа фашистских самолетов совершила налет на станцию Одесса-Застава, где сосредоточилось свыше тысячи железнодорожных вагонов, во многих из которых были снаряды, патроны и другие боеприпасы.  Два вражеских самолета сбили наши зенитчики, однако остальные прорвались к эшелонам.

От взрывов бомб вспыхнули вагоны. Пожар быстро распространялся. К горящим вагонам бросились бойцы противопожарного отряда МПВО во главе с Н. Н. Цвирко, железнодорожники и милицейская охрана. Вокруг рвались бомбы, свистели осколки, но люди продолжали вести борьбу за спасение ценного груза. Удалось отцепить и оттянуть в безопасное место 133 вагона с патронами, минами, снарядами и 160 вагонов с другими грузами. Затем были спасены еще 643 вагона.

Радостным событием этого дня было прибытие из Севастополя эсминцев «Безупречный» и «Беспощадный», которые доставили артиллерийские снаряды и другие боеприпасы. Это была большая и очень своевременная помощь защитникам Одессы.

Тем временем основные силы Южного фронта, ведя ожесточенные оборонительные бои, отходили еще дальше на восток. Наши войска оставили Николаев, Кривой Рог и стали занимать рубежи обороны на Днепре. Осажденная Одесса оказалась в глубоком вражеском тылу.

Усложнилось управление Приморской армией со стороны Военных советов Южного фронта и Юго-Западного направления, а также организация их взаимодействия с Черноморским флотом. Исходя из этого, главнокомандующий Юго-Западным направлением Маршал Советского Союза С. М. Буденный обратился  16 августа в Ставку Верховного Главнокомандования 1 с предложением: «Приморскую армию переподчинить командующему Черноморским флотом и назначить в помощь последнему командира по наземным войскам».

Это предложение, как показал дальнейший ход событий, было принято Ставкой во внимание. В тот же день в адрес Одесского обкома партии поступила радиограмма за подписью секретаря ЦК КП(б)У М. А. Бурмистенко с требованием: «Одессу оборонять во что бы то ни стало»