Немцы предприняли немало попыток уничтожить бронепоезд. Железнодорожное полотно было пристреляно тяжелой артиллерией, а над ним постоянно кружил самолет-корректировщик. Но ни артиллерии, ни авиации все же не удалось нанести серьезный урон неуловимому «Зеленому призраку».
После ранения Саакяна командование бронепоездом принял лейтенант Чайковский. Позднее бронепоездом командовал инженер-капитан М.Ф. Харченко.
17 декабря 1941 года начался второй штурм Севастополя немцами. «Железняков» поддерживал морских пехотинцев 8-й бригады и части 95-й стрелковой дивизии, ведя огонь не только минометами, но и всеми двенадцатью пулеметами. По приказу командира на переоборудованных контрольных площадках перед бронепоездом разместили бойцов со стрелковым оружием и гранатами.
К бронепоезду была прикомандирована специальная восстановительная бригада дорожного мастера Никитина, которая практически каждый день под огнем противника восстанавливала поврежденное железнодорожное полотно.
«Бронепоезд все время изменял свой облик. Под руководством младшего лейтенанта Каморника матросы расписывали бронеплощадки и паровозы полосами и разводами камуфляжа так, что поезд неразличимо сливался с местностью. Бронепоезд умело маневрировал между выемками и тоннелями. Чтобы сбить с толку противника, все время менял места стоянок…» – вспоминал старшина группы пулеметчиков бронепоезда мичман Н.И. Александров.
«Железняков» действовал не только в районе Мекензиевых гор, но и выходил на Балаклавскую железнодорожную ветку, где немецкие войска рвались к Сапун-горе.
Командование Севастопольского оборонительного района очень ценило «Железняков». Когда во время отхода состава с боевой позиции был разбит путь и бронепоезд оказался под ударом немецкой артиллерии, которая наводилась самолетом-корректировшиком, на выручку ему было выслано звено советских истребителей, поднять которое с Херсонесского аэродрома при полном господстве в небе немецкой авиации было весьма непросто.
В конце 1941 года бронепоезд был отправлен в тыл на ремонт. На бронеплощадки поставили часть нового вооружения. Одно из старых орудий заменили двумя новыми автоматическими пушками. Вместо четырех 82-миллиметровых минометов поставили три полковых 130-миллиметровых. Установили и три новых пулемета.
22 декабря, когда немецкие войска захватили поселок и станцию Мекензиевы Горы, бронепоезд ворвался прямо на станцию и в упор открыл огонь по скоплению солдат и техники противника.
