К полудню наступательный порыв первого эшелона окончательно иссяк. Перед командованием ОПА возник традиционный соблазн преждевременно бросить в бой танки. Запланированные условия для их ввода (захват Булганака) не были выполнены, систему огня противника расстроить не удалось, и не было надежды добиться этого до конца дня. Артиллерия уже сделала все, что могла, поддержки с воздуха не было. Тем не менее прекращать давление на немцев было нельзя, чтобы не дать возможность противнику всеми силами обрушиться на защитников Эльтигена. В штабе ОПА надеялись, что Гладков сотворит очередное чудо и отстоит плацдарм. Петров недооценивал силы противника и считал, что их хватит только на один-два дня атаки против Эльтигена.
В надежде, что танковая атака подбодрит пехоту, в очередной раз были забыты основные принципы применения танков и собственный дорогостоящий опыт. В полдень из района Аджим-Ушкая двинулись в атаку две роты 85-го танкового полка (20 Т-34) с десантом из состава 694-го стрелкового полка на броне. Одновременно после 5-минутного артналета началось новое наступление двух полков первого эшелона 383-й дивизии. Танки на большой скорости прошли первую траншею противника. Значительная часть пехотинцев танкового десанта под сильным огнем спрыгнула с танков и осталась в траншее. Те танки, что остались без десанта, несколько раз отходили к пехоте, безуспешно пытаясь увлечь бойцов в наступление. Остальные танки (по немецкой оценке — 8–10 штук) к половине второго достигли юго-западной окраины Булганака. Там спешились остальные бойцы, образовав два очага сопротивления, в южной и юго-западной частях поселка. Танки без пехоты обошли Булганак ив 13:45 овладели высотой 101,6, где и заняли круговую оборону. Отдельные экипажи начали прочесывать западную окраину Булганака.
Пехота в светлое время суток не смогла пробиться к высоте 101,6 из-за сильного огня, а к вечеру десантные группы 694-го полка были блокированы противником. Танкам без поддержки грозили тяжелые потери, поэтому с наступлением темноты 85-й полк был отведен на исходные позиции для дозаправки и отдыха. Всего за день в районе высоты 101,6 сгорели 2 Т-34, а еще 2 были подбиты, но вечером эвакуированы. Учитывая, что 85-й тп бросили на неподавленную оборону противника и большую часть дня он действовал во вражеском тылу без поддержки пехоты, потери оказались на удивление малы. Остатки подразделений 694-го полка смогли вырваться из Булганака лишь ночью. Большинство бойцов танкового десанта погибли.
В час дня в атаку в направлении северо-западной окраины Булганака пошла 63-я танковая бригада (9 Т-34). Одновременно после 15-минутной артподготовки новое наступление начали 2-я и 55-я гвардейские дивизии. В атаке участвовали и вторые эшелоны дивизий, а также два полка 32-й гв. сд. Танки подошли к проволочному заграждению на переднем крае противника, в районе высоты 133,3 и оказались перед минным полем. Танкисты начали вести разведку проходов и разминирование. Атака развивалась неудачно, только отдельным группам пехоты удалось преодолеть проволочные заграждения и ворваться в траншеи на северных и южных скатах высоты 133,3. К вечеру эти группы понесли большие потери и после рукопашного боя отошли на прежние позиции.
Также в час дня в атаку вдоль Приморского шоссе снова пошла 339-я сд при поддержке роты KB (она успела получить еще один танк KB с переправы). Немцы отсекли пехоту от танков огнем, один KB-1С был подбит выстрелом реактивного ПТР и эвакуирован. Танкам пришлось отойти. После короткого артналета в половине шестого 16-й корпус предпринял новую атаку, опять безуспешную.
Один видимый результат все эти атаки все же принесли. Вопреки первоначальным планам противнику пришлось отвлечь ударную авиацию от Эльтигена. Около 16:50 26 Ju-87 бомбили войска северо-западнее Аджим-Ушкая. Вражеские пилоты отметили сильное противодействие зенитной артиллерии и истребителей. Зенитчики претендовали на 2–3 сбитых самолета. Истребительная авиация, прикрывавшая войска дежурством на земле, не успела среагировать. Но бомбардировщики атаковала шестерка ЛаГГ-3 790-го иап, летавшая на разведку. Летчики доложили о двух сбитых и одном подбитом самолете. Немецкие потери неизвестны, но одна румынская «штука» получила повреждения.
Вскоре после 17:30 плацдарм бомбили 17 Не-111. Их атаковала пара А-20Ж 63-го бомбардировочного полка, которые в роли ночных истребителей патрулировали в сумерках над плацдармом. Полковник Тоцкий доложил об одном сбитом и одном, возможно, подбитом Хе-111. Поднятые на перехват 4 ЛаГГ-3 249-го иап догнали бомбардировщики на отходе и, по донесению, сбили один из них.
Последняя наша атака началась после 20-минутной артподготовки в 17:50. Стрелковые части безуспешно атаковали высоту 133,3. Командир мотострелкового пулеметного батальона 63-й бригады доложил, что ворвался на вершину высоты. Комбриг пытался лично выяснить ситуацию, но из-за сильного огня с соседних высот не смог этого сделать. Ночью мотострелки отошли с высоты. Были ли они на ее вершине, командованию выяснить так и не удалось. Немецкие документы также не проливают света на этот вопрос. В любом случае злополучная высота осталась в руках противника.
За 4 декабря 63-я тбр и 85-й тп потеряли 3 Т-34 безвозвратно и еще 3 Т-34 и 1 KB-1с подбитыми, но эвакуированными. Немцы же оценили свои успехи в 8 танков (3 уничтожены зенитками, 4 — минами, 1 — реактивным противотанковым ружьем «офенрор»). На следующий день дополнительным донесением 98-й пд успехи 4 декабря дополнили еще 4 танка (все уничтожены «офенрорами»). В ЖБД 5-го корпуса числится 13 уничтоженных танков, в том числе 6 — «офенрорами». Таким образом, уточненная оценка в два раза превзошла реальные потери вместе с подбитыми, но эвакуированными танками. Это особенно любопытно, если учесть, что поле боя осталось за немцами.
По итогам дня штаб 98-й дивизии отметил, что действия советских танков серьезно осложнили ситуацию. Наибольшие проблемы создавал огонь прорвавшихся танков по линии обороны с тыла. Гарайс ожидал, что на следующий день танки между Булганаком и Керчью снова будет нечем остановить. Открытый характер местности в этом районе не позволял создать надежную противотанковую оборону. Применение «офенроров» вообще исключалось из-за отсутствия растительности — расчетам негде было укрыться. Поэтому на 5 декабря Гарайс запросил 6–8 штурмовых орудий, поддержку авиации и побольше боеприпасов для легких полевых гаубиц. Из этого списка он получил только 2-ю батарею 191-го дшо, в которой на тот момент находилось всего 3 исправных штурмовых орудия. Да и они прибыли лишь к часу дня. То есть немцы не пошли на серьезное ослабление своей группировки под Эльтигеном. Более того, Альмендингер приказал Гарайсу перебросить группу Мариенфельда (всего 883 человека, в том числе боевой состав — 552), за исключением 2-й роты 71-го саперного батальона, из района северо-западнее Булганака в Катерлез. Там же планировалось сосредоточить большое количество автотранспорта, чтобы в случае необходимости быстро перебросить группу к Эльтигену. Гарайс не хотел расставаться с этим резервом и приказа не выполнил (!), что и обнаружилось 5 декабря.
В целом Приморская армия действовала 4 декабря настолько неудачно, что немцы приняли наступление с решительными целями за удар, направленный на отвлечение сил от Эльтигена. Противник отметил, что наступление началось преждевременно. В каком-то смысле так оно и было. Впервые с начала операции наши войска понесли потери, совершенно не сопоставимые с потерями противника — не менее 2000 человек убитыми и ранеными против 300–350.
