Les tensions se sont ravivées dans cette zone depuis l'abandon cette semaine par Moscou de l'accord sur les exportations de céréales ukrainiennes. Cet accord avait permis aux cargos chargés de céréales de quitter les ports en empruntant des couloirs maritimes protégés.
Au moins trois personnes sont mortes et plus de vingt ont été blessées dans ces frappes de drones et de missiles, selon des responsables.
Kiev accuse Moscou de viser spécifiquement ses infrastructures portuaires, afin d'empêcher toute reprise éventuelle des exportations de céréales.
L'armée russe a affirmé jeudi ne viser que des cibles militaires, assurant avoir détruit des sites de production et de stockage de drones navals à Odessa et des dépôts de munitions et de carburant à Mykolaïv.
Sur le terrain, Kiev a commencé à utiliser les armes à sous-munitions controversées livrées par les États-Unis, a indiqué la Maison Blanche, au moment où l'Ukraine cherche à donner de l'élan à sa contre-offensive contre les forces russes.
Les armes à sous-munitions peuvent disperser jusqu'à plusieurs centaines de petites charges explosives, capables de rester non explosées dans le sol et créant un risque pour les civils après la fin d'un conflit.
Elles sont interdites par de nombreux pays, notamment européens, signataires d'une convention signée à Oslo en 2008 et à laquelle ni la Russie, ni les États-Unis, ni l'Ukraine ne sont parties.
Les soldats ukrainiens accusent Moscou d'utiliser ces munitions controversées depuis le début du conflit.
Les combats se concentrent actuellement dans l'est de l'Ukraine où les deux armées se font face, sans progrès significatifs.