Днем 11 пикирующих бомбардировщиков Пе-2 под прикрытием истребителей бомбили немецкие части в районе Перекопа. По докладам летчиков, было уничтожено 8 танков и 11 автомашин. Но это, конечно, было явным преувеличением. Самоходные установки, которые часто принимались за отсутствовавшие у противника танки, потерь в этот день не понесли. В боях по-прежнему принимали участие 15 машин.
Фрайдорфская группа истребительной авиации в этот день активно прикрывала воздушное пространство над Перекопом, стараясь обеспечить готовящийся контрудар. После гибели 25 сентября 14 танков стало ясно, что без надежного прикрытия контрудары, наносящиеся малыми силами, будут сорваны авиацией противника. Весь день группа вела воздушные бои над перешейками, сделав 60 самолетовылетов. В воздушных боях, по докладам пилотов, были сбиты четыре истребителя Ме-109 и один пикирующий бомбардировщик Ю-87. Еще два Ме-109 и один Ю-87 удалось подбить. Сама группа потеряла в воздушных боях три истребителя.
Народный комиссар ВМФ приказал Военному совету ЧФ использовать авиацию флота только для помощи 51-й армии и Одессе и для разведки моря.
Командир дивизии генерал-майор Черняев ввел в бой свой резерв, батальон 530-го СП, ранее прикрывавший Литовский полуостров. Свежему батальону удалось отбросить противника к турецкому валу, но силы были слишком неравны. Локализовать прорыв не удалось. Батальон понес большие потери во время контратаки и скоро стал откатываться назад вместе с остатками 361-го СП.
Поддерживаемые самоходными орудиями немцы, прорвав вторую полосу обороны, стали быстро наращивать темпы наступления. Через несколько часов бои завязались уже на окраинах Армянска и Волошина.
Видя, что фронт окончательно прорван и противник увеличивает глубину прорыва, Черняев вынужден был сделать то же самое, что незадолго до этого сделал Бабиков. В бой были введены вспомогательные подразделения 156-й СД. Во второй контратаке участвовали остатки разведбата, две роты саперного батальона и химрота дивизии.
Этой контратакой удалось приостановить натиск немцев на Армянск. Как и в Кантемировке, немецкие самоходки не пошли в населенный пункт, и на северо-западной окраине города завязались упорные бои. Борьба шла за каждый дом и даже за каждый глиняный забор, за все, что могло служить хоть каким-то укрытием от пуль и осколков. Кладбище на окраине города по нескольку раз переходило из рук в руки. За него отчаянно боролись уцелевшие бойцы отошедшего сюда 361-го СП. В бою приняли участие все оставшиеся в живых бойцы, командиры и политработники.
Продвижение противника по открытой местности оказалось настолько быстрым, что часть артиллерии не успела сменить позиции. В наиболее тяжелом положении оказался 498-й гаубичный полк. Немецкая пехота успела выйти к позициям полка и к его наблюдательному пункту.
Командир полка полковник Хаханов доложил по телефону с полкового НП генерал-майору Черняеву:
Несмотря на вынужденное отступление, которое чаще всего проходило неорганизованно, дивизия сумела сохранить половину своих орудий. Возможно, это связано с тем, что в этот день советской авиации наконец удалось прикрыть позиции дивизии с воздуха.
На правом фланге ситуация была несколько менее тяжелой. 417-й СП тоже не смог удержать занимаемых позиций, но понес несколько меньшие потери. Не выдержав массированного огня противника, который (огонь) после отхода левого соседа велся уже и во фланг полка, батальоны отошли к расположенным за турецким валом деревне Щемиловка и старой Генуэзской крепости.
До 12 часов дня немцы не могли продвинуться на этом направлении. Но после того как 361-й полк и поддерживавшие его подразделения были отброшены к Армянску, немцы стали обстреливать деревню с двух сторон и в конце концов ворвались на ее окраины. Первый батальон 417-го полка, защищавший деревню, был вынужден начать отход. Заметивший со своего НП, что бойцы оставляют деревню, полковник Юхимчук пошел навстречу батальону. Найдя в боевых порядках командовавшего батальоном капитана Ткаленко, командир полка очень спокойно поинтересовался у него, в чем дело.