Черноморского флота взял на себя А.В. Колчак. Первой операцией, которая была проведена Черноморским флотом по его инициативе — воздушный удар по Варне во второй половине августа 1916 г. Полагали, что это отвлечёт внимание противника от начавшейся мобилизации и развертывания румынской армии и принесет ущерб Варне, которая использовалась немцами для базирования своих подводных лодок. В операции участвовали авиатранспорты «Император Александр I», «Император Николай I», гидрокрейсер «Алмаз» (вступивший в строй в апреле 1915) с 20 летающими лодками «М-9» и «М-5». Боевое охранение состояло из пяти эсминцев, включая «Счастливый» под флагом вице-адмирала Колчака, руководившего действиями ударной группы. Ее оперативное прикрытие осуществлял линейный корабль «Императрица Екатерина» в сопровождении двух эсминцев.
На рассвете 12 (25) августа 1916 г. в 25 милях от Варненского залива на воду спустили все лодки, однако по различным причинам смогли взлететь только семь и четырем из них (три М-9 и М-5) удалось сбросить два десятка бомб по береговой батарее, портовым сооружениям, оборудованию гавани. Одна из бомб попала в судно, вызвав пожар. Несмотря на неудачи, этот поход представляется тем не менее интересным. С некоторыми сокращениями приводится доклад старшего лейтенанта Стаховского: «Лейтенант Крыгин в 5 ч 32 мин. взлётел на М-9 № 112 с прапорщиком Родкевичем и лёг курсом на маяк Калиакра. За 2 часа не мог взять высоту более 1500 м. Оставшийся малый запас топлива не дал возможности хотя бы на этой высоте выполнить задание.
У Евксинограда была замечена подводная лодка идущая курсом Ост и на нее сброшены две пудовые бомбы. Причиной медленного забирания высоты оказалось большое количество воды в боковом поплавке, который был пробит, когда аппарат был ещё на воде.
Лейтенант Косоротов, имея задание сбросить бомбы и произвести разведку оз. Девно и м. Галаты, вылетел на аппарате М-9 № 113 с наблюдателем авиационным унтер- офицером 2-й статьи Алексеем Бердниковым в 5 ч. 15 мин., забрал высоту 2000 м подлетел к Голате, прошёл над ней, затем направился к портовым мастерским, сбросил по ним две пудовые бомбы, причём одна из них не долетела, упав в воду. После этого по каналу подлетел к краю озера, откуда полетел на Варну. Ввиду того, что в одном из мест города можно было предположить отблески зенита гидробатарею (так в тексте), было сброшено по тому месту последние семь бомб по 10 фунтов. От города повернул на Галату и снова прошёл над ней, после чего пошёл к кораблю где и сел в 7 ч.25 мин. Пробыл в воздухе 2 ч. 10 мин. Во время полёта в районе неприятельской территории аппарат подвергнут сильному шрапнельному обстрелу из зенитных и полевых орудий. Стрельба производилась преимущественно залпами из восьми орудий, группами по четыре. При осмотре аппарата, нижняя правая плоскость около заднего лонжерона и левого эйлерона оказались пробитыми осколками шрапнели.
Прапорщик Колбасьев в 4 ч 15 мин ввиду сильной зыби от воды оторваться не мог. В 4 ч. 30 мин. аппарат был снова поднят на борт корабля, после чего оказалось, что брызгами были отколоты края пропеллера. В 5 ч. 35 мин. аппарат был снова спущен на воду, имея две пудовые бомбы. В 5 ч. 45 мин. аппарат отделился от воды. Подойдя к берегу Варны. Лётчик набрал 500 м, повернул обратно. В 6 ч. 45 мин. удалось ему набрать 1000 м.
Вероятно, благодаря испорченному пропеллеру лётчику не удалось забрать большую высоту. В 6 ч. 45 мин. повернул обратно на Варну. По дороге мотор три раза останавливался, но сейчас же начинал снова работать, уменьшив на 75 об/мин оборотов. Из-за неисправности мотора лётчик потерял высоту до 800 м. Не считая возможным на такой высоте пойти к Варне, аппарат повернул обратно к кораблю. Через 1 ч. 45 мин. полёта опустился к кораблю, после чего на аппарате сейчас же разлетелся пропеллер, пробил лодку, которая стала наполняться водой.
Около 8 часов утра группу кораблей атаковали три неприятельских аэроплана. Старший лейтенант В. Утгоф поднявшись в воздух, попытался атаковать один из «Альбатросов», но из-за отказа пулемета и малого остатка топлива от преследования отказался».
Наряду с усилением минной блокады Босфора, Черноморскому флоту предстояло вести активные действия у Румелийского побережья, особенно на участке Констанца — Сулин. Когда румынская армия стала терпеть поражения и отступать к Дунайским гирлам, пришлось оказывать ей помощь.
К середине августа Констанца превратилась в базу снабжения русских войск и пункт базирования линкора «Ростислав», шести эсминцев, двух транспортов, нескольких малых военных судов. Вскоре немецкие самолёты совершили первый налет и добились одного попадания в линкор.
28 августа 12 немецких бомбардировщиков в сопровождении трёх истребителей совершили налёт на Констанцу, вызвав пожар хранилища бензина, потопили две баржи и повредили тральщик. Для обороны Констанцы, туда перебазировали корабельный авиационный отряд из восьми гидросамолётов под командованием лейтенанта В.Р. Качинского и 36-й авиационный отряд армии. Гидросамолёты базировались на озере Сингол (близ Констанцы). Уже 7 сентября отряду удалось предотвратить налёт двух неприятельских самолетов.
1 1 сентября шесть гидросамолётов под командованием В. Качинского с наступлением темноты атаковали Варну, сбросив 54 бомбы, большинство которых взорвалось возле ангаров, часть у Евксинограда и в самом городе. При возвращении один самолёт из-за отказа двигателя произвел посадку на воду у мыса Калиакрия (Калиакра). Самолет затонул, а экипаж был спасён миноносцем.
Во время доставки транспортами пехотной бригады из Одессы в Констанцу для отвлечения разведки противника, мористей Бургаса демонстративно маневрировал авиатранспорт «Император Николай I» в охранении двух эсминцев. При очередной доставке в Констанцу морем 26–27 сентября российских войсковых частей, в составе отряда прикрытия находился тот же авиатранспорт. В пункте высадки морские лётчики отразили попытки нападения трёх немецких гидросамолётов, предпринятые днем и вечером.
Черноморский флот получил некоторый опыт противолодочного обеспечения отрядов кораблей и конвоев на переходе морем, что дало основания для разработки руководящего документа и 24 сентября 1916 г. командующий действующим флотом Чёрного моря утвердил инструкцию по поиску и уничтожению подводных лодок. Рекомендовалось в частности: «Поиск подводных лодок производить впереди по курсу кораблей группой из двух самолётов. При обнаружении сбросить сигнальный буй и до подхода кораблей находиться в этом районе».
Потерпевшая поражение румынская армия 10 октября оставила Констанцу, а 22 ноября Бухарест. Образовался Румынский фронт, объединивший три русские и одну румынскую армию. Для обороны Дунайских гирл создали у Исакчи авиаотряд из шести «М-9» и четырех «М-11». Для обороны устьев Дуная, в Сулине в середине ноября 1916 г. был создан береговой авиационный отряд из 10 гидросамолётов.
Дебют гидросамолётов «М-11», прибывших в октябре 1916 г. на Черное море, вряд ли можно считать удачным. Морским тральщиком их доставили в район Сулины, не обеспечив горюче-смазочными материалами и когда утром 1 ноября 1916 г. появились германские воздушные разведчики, на их перехват поднялись четыре М-11, пилотируемые лётчиками Рогозиным, Колбасьевым, Марченко, Энгель-Майером с заправкой на 30–50 минут полета.
«Нагнали немцев (их было двое), одного Рагозин, другого Колбасьев, которые открыли по немцам пулеметный огонь. У Рагозина отказал пулемет, и он вернулся, Колбасьев выработал всё топливо и
