Третьего сентября противник перешел в наступление. Против трех батальонов чекистов на левом фланге полка двинулись более 40 танков и свыше двух пехотных батальонов врага. В районе Опытной станции, где оборонялись два наших батальона, наступал немецкий полк при поддержке 20 танков. Более двух вражеских батальонов пошли на позиции курсантов.
Развернулся небывало ожесточенный бой. Танки противника один за другим останавливались и дымно горели, но остальные упорно продвигались вперед. В 19. 00 около десятка фашистских танков и батальон пехоты противника ворвались в расположение третьего батальона 272-го полка. Заместитель командира полка капитан Яковлев повел бойцов в контратаку. Батарея 45-миллиметровых пушек полка подбила семь танков противника. Фашисты были отброшены.
На правом фланге полка противнику удалось вклиниться в нашу оборону на стыке второго батальона чекистов и первого батальона курсантов. Они заняли часть господствующей высоты 147,5, но после кровопролитного рукопашного боя вынуждены были в беспорядке отступить, оставив только на высоте до 200 трупов солдат.
Всего в течение этого дня противник потерял убитыми до 600 солдат и офицеров и более 30 танков. Тяжелыми были и наши потери, но ни на одном участке обороны враг так и не добился успеха. Советские воины сорвали план немцев прорваться в центр города и захватить центральную переправу через Волгу.
Не добившись успеха на участке обороны 272-го полка, гитлеровцы перенесли главный удар южнее, где сражался 271-й полк. Ожесточенные бои продолжались здесь одиннадцать дней.
Восьмого сентября противник в течение всего дня бомбил оборонительные рубежи 271-го полка. Трижды он атаковал позиции 2-го батальона на правом фланге, но все его атаки были отбиты. В тяжелом пятичасовом бою, в условиях почти полного окружения 6-я рота батальона сумела отстоять свои позиции, уничтожив около 100 солдат и офицеров противника. К концу дня гитлеровцы несколько потеснили 4-ю и 5-ю роты, но так и не смогли прорвать их оборону.
После огневого налета на противника наши подразделения перешли в атаку от западной окраины Опытной станции. Завязался упорный кровопролитный бой, исход которого решил штыковой удар. В рукопашной схватке одно только подразделение младшего сержанта Гончарова из 4-й роты уничтожило до двух десятков гитлеровцев.
Старший лейтенант Карпенко с группой бойцов первым достиг расположения огневой точки противника и начал в упор расстреливать врага. Были захвачены три пулемета и другое оружие. Противник на этом участке был обращен в бегство.
