Во время Великой Отечественной войны Азовская военная морская флотилия формировалась дважды. Первое формирование было произведено в июле-августе 1941 года, на основании Постановления ГКО №216сс от 20 июля 1941 года, для поддержки войск Южного фронта в ведении оборонительных боев на приморских направлениях и для перевозок грузов и людей на Азовском море. Главной базой флотилии стал Мариуполь, организационно она вошла в состав Черноморского флота. В состав флотилии вошли дивизион канонерских лодок (3 ед.), дивизион сторожевых кораблей-тральщиков (5 ед.), отряд сторожевых катеров и катеров-тральщиков (8 ед.). Эти суда были мобилизованы из Азово-Черноморского пароходства и переоборудованы. Потеря баз в Азовском море привело к тому, что приказом командующего Черноморским флотом от 8 сентября 1942 года флотилия была расформирована. Корабли, тыловые, обеспечивающие части и органы управления были переданы в состав Новороссийской и Керченской военно-морских баз, 2-й бригады торпедных катеров, других частей, морская пехота — на формирование новых частей морской пехоты и пополнение уже имевшихся.
Канонерская лодка Азовской военной флотилии «Дон», взорванная в Темрюке. 1942 г.
3 февраля 1943 года нарком ВМФ Кузнецов Н. Г. приказал начать 2-е формирование Азовской военной флотилии. Корабли флотилии получили базы в Ейске (главная база), Азове и Приморско-Ахтарской (маневренная база). В начале июня 1943 года флотилия состояла из следующих формирований:
— Отдельный Кубанский отряд кораблей (3-й дивизион бронекатеров — 6 единиц, дивизион полуглиссеров — 12 единиц);
— 12-й дивизион сторожевых катеров (3 единицы);
— 1-й дивизион бронекатеров (6 единиц);
— 13-й дивизион катеров-тральщиков (4 единицы);
— отряд торпедных катеров (4 единицы).
В составе флотилии был создан Ахтарский боевой участок. В него входили: батальон морской пехоты, батальон стрелковой дивизии, 4 зенитные артиллерийские батареи. В оперативное подчинение флотилии были переданы штурмовой авиаполк (20 Р-10, 12 Ил-2), эскадрилья штурмового полка (7 Ил-2), эскадрилья морской разведывательной авиации (5 МБР-2). Состав флотилии в ходе боевых действий периодически менялся. Во время боев в Приазовье корабли флотилии вели различную боевую деятельность: участвовали в морских боях, действовали на коммуникациях противника, высаживали тактические десанты в Азовском море (десант у косы Вербяной, Таганрогский десант, Мариупольский десант, Десант у Осипенко), всего было высажено 7 тактических и 1 разведывательный десант.
Бронекатер и тендеры Азовской военной флотилии перед высадкой десанта в порту Керчи.
Бронекатера в походе.
Во время Керченско-Эльтигенской десантной операции корабли флотилии высадили десант 56-й армии северо-восточнее Керчи; в январе 1944 года — были высажены 3 тактических десанта на побережье Крыма. С ноября 1943 по апрель 1944 года флотилия выполняла задачи по снабжению войск Отдельной Приморской армии на Керченском плацдарме, осуществляя ежедневные перевозки под огнём врага через Керченский пролив. Во время Крымской наступательной операции флотилия содействовала продвижению Отдельной Приморской армии и последующей переброске её тылов в Крым. При этом было высажено несколько тактических десантов во фланг противника.
В апреле 1944 года на основе Азовской военной флотилии была создана Дунайская военная флотилия.