Вопреки штатной структуре, в 149-й мотострелковой бригаде было 5 танков Т-70 (данные на 14 сентября 1942 года).
Таким образом, части орловской группы были расположены в выступе глубиною до 10 км и шириною не более 5 км общим протяжением фронта 24 км.
Орловской группе противостояло до четырех немецких дивизий: с северо-востока — части 16-й танковой и 60-й моторизованной дивизий, с северо-запада и запада — части 389-й и 100-й егерских дивизий. В составе этих четырех дивизий насчитывалось до 120 танков.
Ни 27 сентября, ни до вечера 28 сентября на этом участке фронта противник активности не проявлял. С 20 часов 28 сентября до 6 часов 29 сентября боевые порядки советских войск подвергались сильному авиационному воздействию. В течение ночи противник сбросил до 1700 бомб. С 7 часов 29 сентября вражеская штурмовая и бомбардировочная авиация возобновила бомбардировку и обстрел войск группами пикирующих самолетов из пушек и пулеметов.
В 8 часов 29 сентября противник двумя дивизиями (389-я пехотная и 60-я моторизованная) перешел в наступление одновременно с двух направлений: с северных скатов высоты 135,4 на центральную часть Орловки и с рубежа высот 124,9; 129,1 на железнодорожный разъезд (500 м западнее Орловки). На обоих направлениях первая атака немецких войск была отбита.
В 10 часов противник предпринял вторую атаку уже с трех направлений: с прежних двух и с западных скатов высоты 147,6 на юг против 3-го батальона 115-й стрелковой бригады (силами до батальона пехоты с пятнадцатью танками). Противник, наступавший на этом последнем направлении, с большими потерями был отброшен в исходное положение. Удар немецких войск с рубежа высот 124,9; 129,1 пришелся по левофланговым частям сводного полка 196-й стрелковой дивизии и по 2-й мотострелковой бригаде. После ожесточенного боя противник прорвал фронт обороны и продвинулся до линии железной дороги, где и был остановлен. Попытки неприятеля овладеть разъездом и железнодорожным мостом (500 м южнее разъезда) успеха не имели; он вынужден был приводить в порядок свои расстроенные части и подтягивать резервы.
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
