После 11 часов 30 минут группа наиболее активных демонстрантов, требуя освободить задержанных, прорвалась в горотдел милиции. Сняв с петель первую входную дверь и выбив ею вторую, около полусотни человек ворвались на первый этаж здания и начали теснить находившихся в холле военнослужащих в глубь помещения — к лестнице, ведущей на второй этаж. Солдаты отпихивались от наступавших прикладами автоматов. Небольшого роста солдат, Н. В. Репкин, оказался отрезанным от основной группы военнослужащих. Нападавшие затащили его в помещение дежурной части и стали пинать, одновременно вырывая оружие. В последний момент Репкин успел отсоединить от автомата магазин. Его сослуживец Ш. Ю. Азизов, оттесненный к лестнице, видел, как избивали Репкина, и произвел предупредительный выстрел вверх. Толпа немного отпрянула и бросилась к выходу, а солдаты кинулись на помощь Репкину, которого уже подняли и отвели в угол какие-то мужчина и женщина, В дежурной комнате Азизов заметил мужчину в черной рабочей одежде с автоматом в руках. Мужчина не бросал оружие, и Азизов выстрелил, смертельно ранив его в живот. Выл открыт огонь и из других автоматов. Люди стали в ужасе разбегаться, прорываясь в дверь, выпрыгивая через окна дежурной комнаты, выходящие во двор милиции» Там их положили на землю выстрелы находившихся во дворе военнослужащих.
Следует отметить, что во время этих событий в здании горотдела милиции находились военнослужащие из охраны особого отдела КГБ. Они стреляли сверху. Убегая от выстрелов, часть демонстрантов, человек 20, в дежурной комнате попала в камеру временно задержанных, как в ловушку. Дверь за ними успели закрыть. Так случайно появились первые арестованные по этому эпизоду.
Стрельба и суматоха продолжались минут 15, а затем все стихло. Солдаты, ожидая повторного нападения, завалили лишенный дверей вход в горотдел различной мебелью. Убитых подобрали, сложили в помещении котельной, затем отвезли в морг.
По оперативным материалам 1962 г. 2 июня в горотделе милиции были убиты пять человек: Ф. Г. Лиманцев, В. Ф. Федорков, В. И. Мисетов, В. В. Константинов и В. В. Тинин. Проведенным в 1992-1994 гг. следствием установлено, что во время нападения демонстрантов на ГОМ смертельные ранения получили 16-летние Г. Н. Терлецкий и А. Б. Артющенко. Учащийся пищевого техникума Геннадий Терлецкий получил смертельное ранение в шею во время предупредительных выстрелов, когда демонстранты пытались перелезть через забор. Он находился поблизости на дереве. Учащийся ремесленного училища Анатолий Артющенко проходил практику на НЭВЗе и участвовал в демонстрации. Во время стрельбы в горотделе милиции его ранили в живот. Люди кричали: «Студента убили!». Анатолия вынесли из милиции в здание напротив, в фойе кинотеатра. Затем Артющенко был доставлен в военный госпиталь, где вскоре и скончался. Его тело отправили в морг. Там и нашла его обезумевшая мать. Опознала сразу по новым, накануне купленным туфлям.
Особо отмечена в событиях у горотдела милиции роль 35-летнего Владимира Федоркова. Он не имел отношения к НЭВЗу. Работал в промкомбинате, болел туберкулезом. Но «… во главе группы ворвался в помещение ГОМ, держа в руках древко самодельного флага». Затем выхватил автомат у солдата и выскочил на крышу, откуда стрелял и был убит снайпером. Этот эпизод указан только в одном документе — справке об убитых на имя Хрущева, подписанной председателем КГБ Семичастным.
В архивных материалах имеются записи: