В это время уже распространились слухи о появлении у абхазского побережья украинских кораблей, а президент Леонид Кравчук официально критиковал Абхазию в связи с гибелью в битве за Сухуми большого количества украинцев.
Эвакуация началась лишь на следующий день. Но в связи с тем, что абхазские власти все еще не дали гарантий безопасного прохода кораблей, 23 сентября черноморцы вышли за пределы территориальных вод. И только 24 сентября отряд на малом ходу взял курс на Сухуми, куда пришли 25 сентября в 2 часа ночи.
В Сухуми под командованием контр-адмирала Николая Михальченко пришли большой десантный корабль «Константин Ольшанский», «БДК-69», морской тральщик «Снайпер» и спасательное судно «Эпрон».
Беженцы из горящего города шли непрерывным потоком, они карабкались по трапам, прыгали на аппарели кораблей, заполняли кубрики, коридоры, каюты, твиндек, верхнюю палубу Морякам приходилось на руках вносить на корабли старух, детей и раненых. Когда у одной женщины в сутолоке упал в воду четырехмесячный сын, за ним сразу бросились несколько моряков и спасли малыша.
На корабли бежали и грузинские солдаты. Перед тем как разместить на судне, у них отбирали оружие и складывали в мешках в арсенал, только на «Ольшанском» набралось семь мешков. Это оружие и боеприпасы по договоренности с представителями Грузии попросту выкинули за борт.
Старший эвакуационных сил контр-адмирал Михальченко, осуществляя общее руководство эвакуацией, согласовывал вопросы взаимодействия с группой российских войск в Закавказье, в том числе с авиацией, прикрывающей корабли и место погрузки.
В 19 часов 25 сентября оба ВПК, «Снайпере «Эпрон» вышли из Сухуми, загруженные «под завязку». «Эпрон» направился в Сочи, а остальные — в Поти. Прикрытие десантных кораблей осуществлял тральщик. Отряд шел в строю клином, внутри которого находились катера ВМС Грузии. Контр-адмирал Михальченко решил не двигаться вдоль побережья, а выйти из тервод кратчайшим путем, что и сделали, ведя переговоры с экипажами абхазских катеров. В нейтральных водах, когда абхазские катера остались позади, взяли курс на Поти, куда прибыли ночью.
В первом рейсе в Поти и Сочи было эвакуировано 3373 человека. В этот же день было заключено соглашение о второй и третьей операциях по вывозу беженцев (их осталось около 6 тыс. человек). При этом ни одна из воюющих сторон не собиралась возмещать черноморцам затраты по операции, а они были немалыми. Только стоимость топлива, израсходованного в первой операции, обошлась флоту в 500 миллионов карбованцев.
Вторая операция началась 27 сентября и совпала с самыми ожесточенными боями в городе. Чтобы уменьшить риск, обезопасить корабли и людей, решили произвести приемку беженцев в разных местах, тем более что к отправке готовились и многочисленные портовые плавсредства. По распоряжению командующего флотом адмирала Э. Балтина погрузка людей на корабли осуществлялась по нормам военного времени — из расчета 1 человек на 1 квадратный метр.
Огромное количество беженцев принудило командование Черноморского флота дать согласие на погрузку людей и на тральщик «Снайпер». Погрузку и прием беженцев на «Снайпер» осуществляли с борта БДК «Ольшанский» в районе причала пансионата «Литературной газеты». Время на эвакуацию было ограничено. Исходя из этого, было принято решение использовать пассажирские катера Грузии. С этой целью к кормовой аппарели БДК «Ольшанский» был ошвартован катер «Капитан Пагулия», который использовался как плавпричал для ошвартовки катеров «Псоу» и «Алшсел». Помимо этого, прием людей велся баркасами и другими разнообразными плавсредствами. Так, когда «Константин Ольшанский» уже готовился сняться с якоря, к нему подошел двухместный водный велосипед, на котором находились 8 человек.
Риск для моряков был велик. Так, два абхазских вертолета НУРСами обстреляли направляющийся к берегу баркас с БДК «Ольшанский». К счастью, снаряды прошли мимо.
В 16 часов 27 сентября корабли вышли из порта, а с ними вместе — портовый буксир, танкер «Вектор», судно-толкатель, судно «Радуга» и катера «Амтхел», «Псоу», «Капитан Почулия». Так как на них тоже находились беженцы, контр-адмирал Михальченко решил взять их под свою защиту, что вызвало недовольство абхазской стороны, которая выразила протест по поводу ухода принадлежавших ей судов. Командование отряда на этот раз изменило маршрут, пойдя вдоль берега, чём поначалу сбило с толку абхазских моряков, пытавшихся перехватить отряд в открытом море, памятуя о маневре отряда в прошлый раз. Опомнившись, катера бросились нагонять отряд, но, когда они приблизились, отряд повернул вправо, имитируя выход из тервод, и опять сбил их с толку.
Высадку было решено произвести в два этапа, чтобы избежать столпотворения в Поти. Когда до Поти было уже недалеко и абхазские катера стали отставать, в порт, увеличив скорость, направился «БДК-69». Но едва десантный корабль стал удаляться от отряда, его стали нагонять катера абхазов, и ничего не оставалось, как вернуть «БДК-69» в состав отряда, тем более что по корме у замыкавшего строй и обеспечивавшего прикрытие каравана МТЩ «Снайпер» на дистанции 4–5 кабельтовых упали несколько снарядов. В ответ на это флагман дал на «Снайпер» команду открыть предупредительный огонь. На катера передали, что они взяты на сопровождение радиолокационными станциями и, если они не прекратят стрельбу, будет открыт огонь на поражение. После этого катера ушли. Было вывезено 7597 человек (по другим данным, 7507 человек), из них на БДК «Константин Ольшанский» — 2523 человека, включая 1200 женщин.
Разгрузившись в Поти, корабли отправились в третий рейс. Панорама Сухуми представляла собой страшное зрелище: над развалинами стелился дым от пожаров, гремели выстрелы и взрывы. Стоянка у пирсов и берега стала еще опасней, поэтому беженцев решили принимать только на плаву. Это затянуло посадку, и лишь в 22 часа корабли начали движение и без дальнейших задержек доставили беженцев в Потийский порт. Утром 29 сентября русские моряки завершили третью операцию по вывозу беженцев, в ней среди прочих были задействованы большие десантные корабли «Константин Ольшанский» и «БДК-69», а также сторожевой корабль «Ладный» проекта 1135. Они эвакуировали 2818 человек (по другим данным — 2901 человек), 162 из которых были ранены.
Шесть дней и ночей черноморцы занимались эвакуацией беженцев из Сухуми, вывезя 13 781 человека (количество беженцев в разных публикациях различается). В операции участвовали большие десантные корабли «Константин Ольшанский», «БДК-69», сторожевой корабль «Ладный», минный тральщик «Снайпер», спасательные суда «Эпрон» и «ГС-402» проекта 872, средний морской танкер «Свента» типа «Дубна». В сентябре — октябре 1993 г. поисково-спасательный корабль «ПСК-137» Черноморского флота обеспечивал ход эвакуации беженцев из Сухуми
В первой половине октября корабли Черноморского флота, участвовавшие в эвакуации, вернулись в Севастополь. За участие в операции 24 наиболее отличившихся военных моряка были представлены к наградам.
27 сентября малый десантный корабль на воздушной подушке «МДК-93» проекта 1232.2 Черноморского флота доставил в район грузинского города Очамчира морской десант в составе разведгруппы отдельного разведбатальона морской пехоты Черноморского флота под командованием старшего лейтенанта А.В. Белявского. Морские десантники способствовали выводу из района боевых действий десантно-штурмовой роты российских миротворческих сил. Пятьдесят десантников ВДВ были эвакуированы с морского побережья и доставлены в район города Гудаута. Эвакуация проходила на фоне продолжавшихся боевых действий, обе стороны вели беспорядочный огонь, угрожавший безопасности десантников и морских пехотинцев. Во время эвакуации катер без опознавательных знаков четыре раза обстрелял «МДК-93». К счастью, обошлось без жертв среди моряков.
