Разведка велась разведорганами всех видов и родов войск: летчиками, пехотинцами, артиллеристами. Одним из способов разведки была высылка разведпартий в тыл врага. Всего было организовано 13 таких разведгрупп. Так на оккупированную территорию была заброшена разведчица Валентина Соколова, которая жила по паспортной карточке, выданной немецкими властями.
Разведчики доставили в расположение наших войск 589 пленных, большое количество секретных документов, в том числе и план заградительного огня 60-го и 117-го артполков немцев под Сапун-горой.
Исключительно важное значение имела и воздушная разведка, которая велась авиакорпусом, четырьмя авиаполками и морской авиагруппой. Ими было сделано 845 вылетов на разведку, произведена трехкратная аэрофотосъемка всего плацдарма противника и четырехкратная отдельных объектов, в том числе порта и аэродрома. На основе этих данных были составлены схемы и карты для командиров всех степеней до батальона включительно.
В полосе действий 51-й армии важную роль в организации разведки сыграл заместитель начальника разведотдела подполковник Лобанёв. Павел Петрович до войны жил в Симферополе и часто приезжал в Севастополь по делам службы, что немало помогло ему в апреле-мае 1944 года. В письме от 10 мая он писал жене: «Итак, Крым от фашистской нечисти очищен полностью. За это время после Сиваша пришлось заделаться альпинистом и порядочно полазить по Крымским горам, на которые раньше, между прочим, приходилось
смотреть лишь издалека, а сейчас испытать на них и свое сердце. Выдержал испытание хорошо. Опять приходится быть на старых памятных местах – город, море, бухты».
В музее хранятся около 40 писем Павла Петровича. В каждом из них строчки, полные любви и заботы о детях, сыне и четырехлетней дочери, надежда на скорую встречу с ними. Но мечтам не суждено было сбыться. 11 мая подполковник Лобанёв погиб во время авианалета врага.
Боевой листок «Даешь Севастополь» был выпущен в этот день политотделом 227-й дивизии. Он рассказывал о подвиге командира роты разведки лейтенанта А.П. Солодкого, спасшего раненого артиллериста капитана Василия Яковлевича Некрасова. Алексей Павлович, как и его разведчики, участвовавшие в спасении, были награждены орденами. А топограф 782-го отдельного разведартдивизиона Виктор Гравер получил знак «Отличный разведчик». В его боевой характеристике было сказано: «Работая чертежником, помог работникам штаба в обработке разведданных по выявлению группировки противника».
В результате действий всех видов разведки была достаточно полно и точно установлена группировка противника, огневая и инженерная система его обороны. Артразведчиками было выявлено наличие у неприятеля 278 артиллерийских батарей и орудий, 149 дотов и 179 дзотов.