25-я стрелковая дивизия получила задачу: удерживая занимаемый рубеж, контратаковать противника в направлении западной окраины Кагарлыка. В подкрепление ей были направлены из состава войск Восточного сектора танковый взвод, один дивизион 69-го артполка и одна батарея 134-го гаубичного полка. На позиции Южного сектора был направлен и 136-й запасной стрелковый полк. Он получил приказ к 6 часам 17 августа занять и оборонять промежуточный рубеж на линии Карсталь – Фрейденталь, не допуская прорыва противника в направлении Вакаржаны – Дальник. Были спланированы действия артиллеристов и летчиков – истребители с утра начинали штурмовку прорвавшегося противника.
17 августа в 8 часов утра, после короткой артиллерийской и авиационной подготовки, ударная группа советских войск контратаковала противника в направлении Кагарлыка. Одновременно 31-й стрелковый полк 25-й стрелковой дивизии перешел в наступление в направлении юго-западной окраины Кагарлыка.
Наступление вначале имело некоторый успех, однако вскоре сказалось отсутствие у наших войск необходимого количества полевой артиллерии и опыта наступательных операций. Из доставленных накануне в Одессу снарядов успели подвезти лишь незначительную часть. Огневые точки противника не были подавлены, и они наносили советским частям и подразделениям большие потери. Активно действовала вражеская авиация. В результате этого темп наступления снизился, войскам противника удалось задержать наши части и перейти в контрнаступление.
«Спешка, в которой удар готовился, давала себя знать… Два кавалерийских полка – они действовали в пешем строю – не поспели к исходному рубежу в срок и включились в контрудар позже. Встречая сильное сопротивление, части продвигались медленно… При этом противник вклинился в нашу оборону южнее, и там начались бои за Беляевку. В тот день атаки в направлении Беляевки удалось отбить. Ее стойко защищали чапаевцы и подразделение пограничников (они были и в этом секторе). Контратаки наших бойцов поддерживал взвод танков», – вспоминал те бои генерал Н.И. Крылов.
На протяжении дня Кагарлык переходил из рук в руки, пока к 23 часам румынские войска окончательно не захватили село. Прорвав советскую оборону южнее Кагарлыка, румынские части начали продвигаться к Беляевке.
17 августа румынские войска сумели прорвать оборону 1-го батальона морского полка, начали теснить его к морю, углубившись в тыл на 700 м. На помощь полку морской пехоты, истекающему кровью в многодневных боях, были направлены 3-й батальон морской пехоты, батальон связи Тираспольского укрепленного района и караульный батальон.
