2-я мотострелковая бригада оказалась разрезанной на две части. Ее 4-й батальон отошел к Орловке и организовал оборону фронтом на юг по южным скатам высоты 108,2, а остальные батальоны отошли к южной окраине Орловки. Сводный полк 196-й стрелковой дивизии в упорной борьбе с противником понес большие потери, и его остатки были влиты в 4-й батальон 2-й мотострелковой бригады.
2-й батальон 115-й стрелковой бригады стойко отражал все атаки противника на высоту с отметкой 108,0 как с юга (со стороны балки Казенная), так и с северо-запада (со стороны прорвавшейся немецкой группы войск). Около 16 часов до 50 вражеских танков, развернувшись в долине реки Мокрая Мечетка (северо-восточнее Городища), атаковали подразделения батальона, занимавшие северо-восточный берег балки Казенная; за танками наступало до батальона пехоты. Атаке предшествовала короткая, но интенсивная артиллерийская подготовка. Передовые подразделения батальона были потеснены на гребень высоты 108,3; дальнейшее наступление немецких войск здесь было приостановлено.
Удар противника в направлении на Орловку с северо-востока (с северных скатов высоты 135,4) пришелся по 1-му батальону 115-й стрелковой бригады. Батальон в результате тяжелых боев с неприятельской пехотой и танками, непрерывно поддерживаемых штурмовой и бомбардировочной авиацией, вынужден был отойти к селению Орловка.
Несмотря на ожесточенные атаки 29 сентября противнику не удалось полностью окружить наши части, оборонявшиеся северо-западнее Орловки: 3-й батальон 115-й стрелковой бригады и 4-й батальон 2-й мотострелковой бригады сообщались с основными силами по долине реки Орловка.
30 сентября упорные бои за Орловку продолжались. Неоднократными атаками с запада на разъезд и южную часть Орловки и с востока на ее восточные окраины противник стремился замкнуть кольцо окружения вокруг 3-го батальона 115-й стрелковой бригады и 4-го батальона 2-й мотострелковой бригады. Однако все атаки немецких войск были отбиты; цели своей противник не достиг и на этот раз. За два дня боев враг потерял только убитыми до 1200 человек, было выведено из строя до 50 немецких танков (подбиты и сожжены). К исходу 30 сентября части орловской группы удерживали за собой следующие рубежи: 124, 149-я стрелковые бригады и 282-й полк НКВД по-прежнему занимали Рынок, поселок Спартановка, южные скаты высоты 135,4; 1-й батальон 115-й стрелковой бригады оборонял южную часть селения Орловка фронтом на северо-восток. Северную часть этого селения по юго-западным ее окраинам занимали правофланговые подразделения 3-го батальона 115-й стрелковой бригады фронтом на восток. Далее фронт этого батальона вытягивался на север и доходил до юго-западных скатов высоты 147,6. Северо-восточные скаты высот 108,8 и 108,2 обороняли части 4-го батальона 2-й мотострелковой бригады, располагаясь фронтом на запад и юго-запад, имея свой левый фланг у железнодорожной будки 300 м южнее разъезда. К югу от этой будки высоты 108,3 и 109,4 удерживал 2-й батальон 115-й стрелковой бригады. Наконец, к юго-востоку от высоты 109,4 до реки Мокрая Мечетка находились подразделения 1-го батальона 124-й стрелковой бригады и части 112-й стрелковой дивизии.
Таким образом, для связи группы наших войск (3-й батальон 115-й бригады и 4-й батальон 2-й мотострелковой бригады), оборонявшейся северо-западнее селения Орловка, с основными силами, действовавшими южнее его, оставался коридор шириною не более 1000–1200 м. В составе группы к этому времени было не более 200–250 человек, несколько пулеметов и орудий. Этот небольшой отряд храбрецов стойко отражал атаки во много раз превосходящего противника (части 60-й моторизованной, 389-й и 100-й егерской пехотных дивизий).
В 11 часов 1 октября 1942 года противник при поддержке авиации начал атаки из района к югу от кладбища (западнее разъезда) одновременно в северном и юго-восточном направлениях (вдоль линии железной дороги). В это же время с юго-востока была атакована немцами северная часть Орловки. Наступление их здесь успешно отразил 3-й батальон 115-й стрелковой бригады. Оставив на поле боя более 50 трупов, немцы отошли в исходное положение. Во второй половине дня германские войска, подтянув резервы, вновь перешли в наступление и на этот раз заняли Орловку. Наши части, оборонявшиеся к северо-западу от нее, был отрезаны от своих войск.
Группа полковника Горохова (124, 149-я стрелковые бригады и 282-й полк НКВД), занимавшая участок Рынок, Орловка в те дни (29 сентября — 2 октября), успешно отбила все атаки врага.
В ночь на 2 октября и весь этот день части 115-й стрелковой и 2-й моторизованной бригад вели напряженные бои восточнее Орловки.
Около 11 часов 2 октября развернулись такие же бои южнее Орловки — на стыке 2-го батальона 115-й стрелковой бригады и 1-го батальона 124-й стрелковой бригады.
Пехота немцев (до полка) при поддержке 30 танков перешла в наступление из района пригородов (33,5 км северо-западнее поселка Баррикады) в северо-восточном направлении, прорвав оборону наших частей. После напряженного двухдневного боя 1-й батальон 124-й стрелковой бригады вынужден был отойти к сараям (что в 1 км юго-восточнее высоты 97,7). Создалась крайне тяжелая обстановка и для частей, действовавших южнее Орловки.
Яростные атаки противника следовали одна за другой. В 16 часов 4 октября противник повел наступление силами до полка пехоты при поддержке 20 танков с северо-востока на совхоз (3 км юго-восточнее Орловки). Удар пришелся по 282-му полку НКВД, который оказал упорное сопротивление, но все же вынужден был оставить совхоз и отойти частью сил на запад к 1-му батальону 115-й стрелковой бригады, а частью сил на восток — к 149-й стрелковой бригаде. Во второй половине дня перешла в наступление вражеская группа с северной окраины поселка Баррикады на сараи (1 км юго-восточнее высоты 97,7). Под ее давлением 1-й батальон 124-й стрелковой бригады отошел на западную окраину поселка тракторного завода. Немцы получили возможность, продвинувшись к совхозу, с юга окружить наши части, действовавшие южнее и юго-восточнее Орловки.
К исходу 4 октября 115-я стрелковая и 2-я моторизованная бригады очутились в окружении и вели упорные бои двумя изолированными группами: одна севернее Орловки, другая южнее.
5 октября превосходящими силами при поддержке танков и авиации противник нанес по южной группе наших войск удар одновременно с двух сторон: от Орловки на юг и в восточном направлении на высоту 108,3. В течение всего дня наши части оказывали упорное сопротивление.
Чтобы сорвать очередную попытку немецкого штурма, командующий Сталинградским фронтом решил предпринять «артиллерийскую и минометную атаку» и нанести огневой удар по району сосредоточения танков и мотопехоты.
Всего в составе Сталинградского фронта на 1 октября 1942 года вели бои 12 полков PC, в том числе М13 — 8 и М8 — 4. Большая часть огневых позиций «катюш» (М13) в глубоких аппарелях находилась на левом берегу Волги. Легкие танки с боевыми установками М8 действовали в самом городе. Там же располагались все наблюдательные пункты полков и дивизионов.
Немецкие войска атаковало более 300 орудий и минометов, пять полков реактивной артиллерии. Три тысячи реактивных и сотни других снарядов пронеслись через Волгу, вызвав огромные разрушения там, где находились основные вражеские силы. Германские части на несколько суток прекратили на этом участке наступательные действия, что позволило вывести из окружения группу советских войск из состава 115-й стрелковой и 2-й мотострелковой бригад.
