К шести часам утра 12 января войска, соблюдая строжайшую маскировку, сосредоточились в указанных районах. В 9.30 началась артиллерийская подготовка. Под прикрытием артиллерийского и минометного огня подразделения 169-го и 330-го стрелковых полков заняли передовую траншею в качестве исходного положения для наступления. В 11.45 на лед вышли штурмовые группы, а следом за ними на расстоянии в 150–200 м вышли и основные силы полков.
Двухчасовая артиллерийская подготовка дала мало практических результатов. Артиллеристы, опасаясь разбить лед у левого берега Невы и тем самым затруднить движение танков и основных сил пехоты по льду, вели огонь в глубине обороны противника. Однако огневые средства противника в основном были сосредоточены на переднем крае. В силу этого огневые точки противника в большинстве своем не были уничтожены. В результате этого штурмовые группы, а за ними и передовые подразделения 169-го и 330-го стрелкового полка, дойдя до середины реки, попали под сильный пулеметный и минометный огонь противника. Штурмующие понесли значительные потери. Часть бойцов отошла назад, а остальные небольшими группами зацепились за левый берег и вели с противником гранатный бой. Связи с группами не было, и наступление дивизии фактически было приостановлено. Наибольшие потери понесли подразделения 330-го стрелкового полка и сравнительно меньше – 169-го стрелкового полка.
330-й стрелковый полк в результате больших потерь утратил боеспособность. К исходу дня для приведения в порядок он был отведен за линию вторых эшелонов. Из оставшейся части полка были сформированы два батальона. Командир дивизии принял решение ввести в бой свой резерв – 284-й стрелковый полк с задачей выйти на левый берег Невы и наступать левее 169-го стрелкового полка в направлении на отм. 12, 6.
13 января 284-й стрелковый полк вышел на опушку леса левее 169-го стрелкового полка. В этот же день переформированный 330-й стрелковый полк перешел Неву и начал успешное наступление в сторону нефтяного склада. 15 января командиру дивизии в подчинение были переданы 34-я отдельная лыжная бригада и бронебатальон 61-й отдельной легкой танковой бригады.
16 января к часу дня 330-й стрелковый полк вышел на южную окраину Шлиссельбурга. Полк получил в свои руки командную высоту, откуда хорошо просматривался и простреливался весь город. Быстро подготовив блокировочные группы в составе саперов и автоматчиков с противотанковыми ружьями, 330-й стрелковый полк перешел к непосредственному штурму города и к исходу занял юго-западные кварталы города.
В образовавшийся разрыв между 284-м и 330-м стрелковыми полками в бой была введена 34-я отдельная лыжная бригада с восемью бронемашинами 61-й танковой бригады с задачей обойти город с востока и блокировать его.
Для дезориентации противника и маскировки боевых порядков частей дивизии командир дивизии применил маскирующие дымы. План дымопуска предусматривал реализацию трех основных задач: создание отсечно-ослепляющих, отсечно-маскирующих и ложных маскирующих дымов. Было организовано и успешно реализовано четыре рубежа дымопуска, сыгравших свою положительную роль.
Дымопуск производился перед концом артиллерийской обработки переднего края обороны противника, после чего под прикрытием отсечно-ослепляющих и отсечно-маскирующих дымов части дивизии перешли в атаку.
Блокировочные группы 330-го стрелкового полка с приданными девятью бронемашинами 61-й отдельной противотанковой бригады продолжали наступление и занимали один квартал за другим. При этом противник оказывал сильное сопротивление и силой до роты безуспешно атаковал подразделения 330-го стрелкового полка.
18 января с утра дивизия, включая и приданные части, перешла в наступление. Первый успех достался на долю 34-й отдельной лыжной бригады. К 11.00 бригада третьим батальоном вышла к отдельному дому, что северо-западнее отметки 9,2 на 200 м, а первым – к Староладожскому каналу. Вслед за бригадой начали успешно продвигаться 169-й и 284-й стрелковые полки. Наконец-то, прорвав оборону противника и уничтожив отдельные очаги сопротивления, они вышли на западную опушку леса между каналом и железной дорогой. Третий батальон 284-го стрелкового полка продолжал наступление вдоль канала и к исходу дня встретился с частями Волховского фронта. К двум часам дня 330-й стрелковый полк полностью овладел Шлиссельбургом.
Блокада Ленинграда была прорвана. Действия штурмовых групп в Сталинграде, равно как и в целом штурм Шлиссельбурга, показали, что бой внутри населенного пункта практически распадался на ряд отдельных местных столкновений. Исход боя довольно часто решали самостоятельные инициативные действия подразделений, причем даже небольших.