К началу августа больше всего успели сделать на первом рубеже, но уже к 5 августа работы были переориентированы на второй (от Беляевки до Тилигульского лимана) и на третий рубежи, ближайшие к Одессе, на всем их протяжении (примерно 140 км – от села Маяки на западе до Аджиаски на востоке).
Инженерные войска армии (кроме трех отдельных саперных батальонов дивизий – 48, 247 и 105-го) состояли из 82-го отдельного саперного батальона, 44-го и 47-го отдельных моторизованных понтонно-мостовых батальонов, 388-го легкого инженерного батальона и 138-го отдельного саперного батальона. Кроме того, в состав инженерных войск армии входили отряд глубокого бурения, головной инженерный склад, Управление военно-полевого строительства № 5 и Управление комендантов 82-го и 83-го укрепленных районов (5 сентября 1941 г. переформированные соответственно в 82-е и 83-е управления военно-полевого строительства) с восемью рабочими и двумя строительными батальонами[102].
Передний край главного рубежа проходил через ближайшие к городу села и хутора. Его протяженность по фронту составляла 80 км, а глубина – 3,5 км. Если все оборонительные сооружения главного рубежа вытянуть в одну линию, то длина их составила бы 250 км. Этот рубеж имел 32 батальонных района обороны, ротные и взводные опорные пункты, огневые позиции артиллерии и минометов. К 10 августа было построено 256 деревоземляных, кирпичных и железобетонных огневых точек. В батальонные и ротные районы входило до 1500 окопов различного назначения – на отделение и взвод. Они связывались между собой траншеями и ходами сообщения общей длиной в 42 км. Строя рубежи, советские военные инженеры стремились использовать рельеф местности, естественные преграды, сеть дорог. Район Одессы – слегка всхолмленная, равнинная местность, с уклоном в сторону моря. У морской береговой черты земля вздымается крутыми, обрывистыми валами. Это создает проблемы при обороне – наступающие войска имеют хороший обзор местности и благоприятные условия для маскировки. Обороняющиеся, напротив, не имеют хорошего обзора, а огневая поддержка кораблей не так эффективна, потому что из-за береговых круч не видно прибрежной суши.
В 30 км к юго-западу от Одессы находится Днестровский лиман, который мог стать хорошим рубежом обороны. К самому городу тянутся с севера и с северо-запада Малый и Большой Аджалыкские, Хаджибейский и Куяльницкий лиманы, они могли быть использованы для минимализации фронта, но вместе с тем затрудняли маневренность и взаимодействие обороняющихся. Передовой рубеж обороны Одессы в инженерном отношении уступал главному, достраивать его приходилось под огнем врага, главным образом по ночам. Противотанковые и противопехотные заграждения не были здесь сплошными и столь мощными, как на главном рубеже. Глубина этой полосы достигала 2,5 км.
