Командующий 18-й немецкой армией Георг фон Кюхлер направил на архипелаг 61-ю и 217-ю пехотные дивизии при значительной поддержке авиации, флота, инженерных частей. Принимал участие в захвате Моонзунда и финский батальон.

К сентябрю немецкое командование сосредоточило на побережье группировку общей численностью до 50 тысяч человек и около 350 десантных плавсредств (против 23 тысяч советских солдат и моряков). Ее поддерживали бомбардировщики, три легких крейсера («Лейпциг», «Кёльн», «Эмден») и флотилия миноносцев. 9 сентября начались бои за остров Муху. 14 сентября немцы высадили десант одновременно на южной и северной частях острова. Несмотря на упорное сопротивление наших войск, противник закрепился на острове Муху и в течение трех дней планомерно выдавил обороняющиеся советские войска. Гарнизон острова вынужден был отойти на Сааремаа.

Генерал Елисеев 17 сентября отдал Нефедову приказ сосредоточить тыловые части на Цереле. Это южная оконечность полуострова Сырве, который вытянулся продолговатым отростком на южной части острова. Полуостров был удобен для обороны с суши — необходимо было перекрыть небольшой перешеек в районе Салмэ. На Цереле в 1917 году русские моряки героически обороняли от немцев проход в Ирбенский пролив, не давая им проводить минное траление. Гарнизон батареи № 43 на мысе Цереле погиб тогда практически в полном составе. Спустя четверть века история сделала круг и вышла на новый виток.

Нефедов в спешном порядке отправил на полуостров скот, продовольствие, боеприпасы, оружие, горючее — всё то, без чего армия не может существовать. Впрочем, и здесь не обошлось без неразберихи.

«20.09.41 г. Отправка на полуостров идет ускоренным маршем. Послышался звонок с КП около 2 часов ночи — взрывать аэродром. Дали сигнал, через минуту звонок — отставить взрыв, и так продолжалось до вечера. Вечером перебазировались на полуостров. Наши части с боем отходили. 20.09 в 1.10 части упорно ведут бой, но как красноармейцы и солдаты деморализованы авиацией, она безнаказанно буквально издевается, бомбит наши войска»[388].

Рубеж на полуострове Сырве советские войска держали до 30 сентября. После чего войска были вынуждены эвакуироваться на остров Хийумаа. 3 октября катер с командованием покинул Сааремаа, перед этим Нефедов отдал приказ уничтожить всё, что не удалось вывезти буксирами и катерами.

О причинах поражения на Сааремаа и перспективах обороны Хийумаа Нефедов высказывается беспощадно в своем дневнике. Главная мысль состояла в том, что нельзя было уходить из Таллина, напротив, бросить все силы на оборону города. Тогда не потребовалось бы сейчас сражаться за острова. После объезда острова Даго — последнего плацдарма защитников Моонзунда — Нефедов сделал неутешительный вывод: гарнизон не продержится и десяти суток.