31 декабря в 10 часов 30 минут по казарме и позиции батареи открыли огонь 12 батарей 61-го зенитного полка. Только 85-мм зенитная батарея № 54 (командир батареи Е.А. Игнатович) израсходовала 854 снаряда. Т. е. виноват не только снегопад. Не смогли взять немцы батарею. К 12 ч. 30 мин. атаку удалось отбить. Существенно помогла в отражении атаки и советская авиация в первой половине дня шесть Ил-2, шесть И-16, восемь Пе-2 и шесть И-153 бомбили и штурмовали войска противника в районе Мекензиевых гор.
Уже в 11 часов 55 мин. Командующий 54-м немецким корпусом генерал Хансен в телефонном разговоре с начальником штаба армии подтвердил получение армейского приказа о прекращении наступления. После этого генерал Хансен отдал приказ: «В связи с тем, что корпус не может оставаться на достигнутых в ходе наступления позициях, необходимо произвести отход за линию Бельбекской долины – Камышловское ущелье – Мекензия. Прием этого положения провести в ночь с 1 по 2 января 1942 года. К этой дате выделить 132-ю пехотную дивизию из состава корпуса». Немецкое командование напугано развивающими событиями в борьбе с советским десантом в Феодосии. Второй штурм закончился, противник начал отступление. Но не сразу… В 12 ч. 35 мин. противник двумя батальонами 22-й ПД предпринял вторую атаку на позиции 345-й стрелковой дивизии в районе современного Мекензиевского кладбища. Одновременно еще один батальон из состава 132-й ПД атаковал левый фланг 79-й СБр на стыке с 345-й дивизией. 1165-й полк 345-й СД отбросил противника, а левый фланг 79-й бригады начал отход, в связи с чем комендант 3-го сектора вынужден был ввести в бой две роты местного стрелкового полка под командованием младших лейтенантов В.С. Степанова и В.И. Нестерова.
Из журнала боевых действий немецкого 54-го армейского корпуса за 31.12.41 года: «Вскоре после начала наступления стало ясно, что наступление вследствие сильного истощения и соответственно очень низкой боеспособности немецкой стороны больше не обещают успеха. Немецкая движущая сила иссякла в очень жестокой борьбе в многосуточных жестоких зимних боях, и ни у кого нет в распоряжении резервов. В первой половине дня принято решение прекратить наступление и начать осаду». Командир 16-го пехотного полка полковник Холтитц – того самого полка, который успешнее всех подразделений 22-й ПД действовал на острие прорыва, так пишет об этом часе: «Однозначный приказ потребовал от нас оставить завоёванную с такими жертвами и героической смелостью территорию за 60 метров перед самым сильным долговременным укреплением и снова отойти почти в исходный пункт нашего наступления. Наши солдаты восприняли это молча. Они ещё прикрыли отход артиллерии и после этого усталые и опустошённые покинули пространство, за которое они боролись метр за метром».
Из немецкого документа «Борьба за Севастополь»: «Но клин наступления становился всё уже, т. к. 50-я ПД и 24-я ПД, наступавшие с востока в направлении на бухту Северную, не продвинулись сколько-нибудь заметно в поросшей почти непроходимым кустарником гористой местности». Теперь виновата гористая местность…
Но на этом события этого дня не закончились. Теперь уже пытались контратаковать советские войска. Г.И. Ванеев пишет, что «противник, перегруппировав силы около, 16 часов предпринял атаку силами до полка». Эта информация немецкими документами не подтверждается. Наоборот, в 16 часов части 4-го сектора пытались контратаковать противника из района 30-й батареи, вдоль дороги, но смогли продвинуться всего на 100–200 м и понесли потери. Повторная атака была проведена около 18 часов. 90-й и 161-й полки и сводные батальоны 8-й бригады морской пехоты под общим руководством вновь назначенного командира 95-й дивизии вновь начали наступление по дороге на станцию. Поддерживали их танки 81-го батальона. Из артсредств наступление наших войск поддерживали огнем 57-й (командир майор А.В. Филиппович) и 397-й (командир майор П.И. Поляков) артиллерийские полки 95-й дивизии, правда, к тому времени в двух полках в строю остались только шесть орудий. Кроме того, их матчасть была настолько изношена, что снаряды орудий этих полков накрыли не противника, а накрыли 30-ю батарею. Особых повреждений батарея не понесла, была только повреждена маскировка башен. Более эффективным был огонь береговой артиллерии, но и снаряды из расстрелянных орудий 112-й легли с недолетом. Помогала атаке и авиация: одиннадцать Ил-2, девять И-16, два Як-1, два Пе-2 и два ДБ-3 атаковали противника в районе станции. Но атака не принесла существенных результатов.