На 1 октября 1942 года танковые силы Донского фронта состояли из 16, 4, 7-го танковых корпусов, 121, 148, 167, 124, 241, 91, 64, 58-й танковых бригад, а также 646-го и 647-го отдельных танковых батальонов. 2, 190, 217, 246-я бригады не имели материальной части и находились во фронтовом резерве. 12-я танковая бригада также без материальной части находилась в армейском резерве.
Однако несмотря на обилие танковых частей, реально в составе каждого корпуса числилось 10–20 танков, а в бригадах еще меньше: 5–7 боевых машин в каждой. В первой декаде октября 1942 года большинство вышеперечисленных частей были выведены с Донского фронта на переформирование. Фактически наиболее активное участие в боевых действиях (октябрь 1942 года) принимали 10, 58, 64, 91, 121-я танковые бригады и 647-й отдельный танковый батальон.
10-я танковая бригада действовала в составе 24-й армии, поддерживая 292-ю стрелковую дивизию в районе балки Лимонная. На 14 октября 1942 года в ее составе числилось 1 КБ, 12 Т-34, 2 Т-70 и Т-26.
647-й отдельный танковый батальон находился в подчинении 21-й армии, на 20 октября имея в своем составе 3 Т-34 и 7 Т-60. С 21 октября в боях фактически не участвовал. На 27 октября 1942 года в батальоне числилось 4 танка Т-60 и 1 Т-34.
58, 64, 91-я и 121-я танковые бригады входили в состав 66-й армии. В течение третьей декады октября 1942 года все бронетанковые соединения этой армии были привлечены к комплексной операции помощи войскам Сталинградского фронта.
С целью облегчения положения 62-й армии и ликвидации выхода немцев к Волге между Донским и Сталинградским фронтами 19 октября 1942 года было предпринято наступление частей Донского фронта в полосе ответственности 66-й армии в общем направлении на Орловку.
20 октября в направлении на высоты 137,8; 145,1; Орловка перешли в наступление 252-я стрелковая дивизия, 331-й и 648-й гвардейские артиллерийские полки, 121-я танковая бригада (15 октября после доукомплектации бригада имела 7 KB, 17 Т-34, 18 Т-60 и Т-70). К исходу дня танки достигли северных скатов высоты 137,8. Дальнейшее продвижение было сдержано фланговым огнем немцев с западных скатов высоты 137,8. В результате первого дня боя бригада потеряла сгоревшими 2 Т-34, подбитыми 3 KB, 6 Т-34, 5 Т-60 и Т-70, в строю оставалось 4 KB, 9 Т-34, 5 Т-60 и Т-70. При этом отсутствовала налаженная связь с авиацией и артиллерией, в результате чего имели место удары авиации и нанесение двух залпов «катюш» по своим войскам, в том числе по танкам на исходных рубежах.
