В 3 часа 30 минут утра 10 мая противник дал первый залп артподготовки. Арсеньев отличил его от обычной стрельбы. Снаряды вражеской артиллерии накрыли наш передний край и двухкилометровую полосу обороны, в том числе и КП полка. Арсеньев, находившийся на НП, сразу же дал вызов всей своей артиллерии. Рубежи противника — батареи, огневые точки, пути подхода пехоты, танков — были заранее пристреляны. Артиллерия полка ответила на второй немецкий залп. При третьем залпе Арсеньев позвонил командиру дивизии и доложил, что противник начал артподготовку для наступления. В ответ на четвертый немецкий залп на врага обрушилось шесть наших артиллерийских полков. Пятым немецким залпом телефонная связь везде была порвана, и Арсеньев перешел на радиосвязь, которой всегда уделял чрезвычайное внимание, считая ее единственным надежным средством управления. Все десять последующих часов боя радиосвязь работала столь надежно, что ни один взвод ни на минуту не оставался без управления.
Со своего наблюдательного пункта Арсеньев в стереотрубу видел все поля боя — и неисчислимое множество разрывов, вздымающихся, казалось, на каждом метре пространства, и цепи немецкой пехоты, брошенной в атаку еще до окончания артподготовки (эта пехота падала перед нашими блиндажами, погружалась в болото), и выступавшие из дымовой завесы немецкие резервы, которые, не успев кинуться в атаку, таяли под нашим огнем…
Через двадцать минут наша артиллерия пересилила вражескую. Многие батареи противника взлетели на воздух, немецкая артподготовка была смята, вражеские снаряды ложились впустую, вразброд, их становилось все меньше, и в стереотрубу было видно, что наши траншеи целы, что наши пулеметы и ротные минометы по-прежнему бьют вперед, что ряды наших воинов почти не редеют.
Каждая рота непрестанно информировала Арсеньева о положении дел на своем участке. Было ясно: противник бросил в бой силы, значительно превосходящие наши. Но волны немецких атак разбивались о наш передний край одна за другой. Разбивались — и не откатывались: живых немцев не оставалось. Через полчаса Арсеньев с адъютантом Картом перешел на свой передовой наблюдательный пункт, откуда лучше были видны боевые порядки и наступающая пехота противника. Управление артиллерийским огнем Арсеньев взял в свои руки.
На сороковой минуте боя немцы перенесли артогонь в глубину нашей обороны, стараясь отсечь наши резервы.
На правом фланге, где оборонялась 5-я рота, взвилась красная ракета. Арсеньев, внимательно наблюдая, увидел: на выдающемся вперед клином участке немцы ворвались в дзот и в землянку наших автоматчиков. Он сразу понял, что положение здесь, на стыке с 1078-м полком, создалось угрожающее. Позже выяснилось, что обстановка была такова: прямым попаданием снаряда шестеро из двенадцати автоматчиков были убиты. С двух сторон клина на рубеж, который автоматчики охраняли, сразу ворвались по старым ходам сообщения немцы. Оставшиеся в живых автоматчики во главе с лейтенантом Романовым оказались под перекрестным огнем, расстреляли диски, израсходовали гранаты и погибли все, кроме случайно уцелевшего Романова. После боя было насчитано более пятидесяти трупов перебитых ими немцев. Но в тот критический момент немцам удалось затащить в дзот и в землянку свои минометы и пулеметы. Немецкое командование, стремясь развить успех, бросило сюда свежий батальон пехоты.
Точная своевременная информация с низов, в частности командира 5-й роты Николая Тимофеева, дала возможность Арсеньеву немедленно принять правильное решение. На немецкий бросившийся в атаку батальон Арсеньев вызвал огонь РС, и «катюши» через одну минуту с предельной точностью накрыли весь этот батальон. Одновременно левее на передний край немцев спикировали четыре наших самолета, присланных соседней армией Мерецкова, которому просьба о них была передана за двадцать минут до этого. Самолеты сбросили бомбы на другой батальон немцев, поднявшийся было в атаку.
Когда пламя и дым после налета «катюш» рассеялись, оказалось, что справа немецкого батальона нет — он исчез с лица земли. А слева, где сбросили свой груз наши самолеты, немногие уцелевшие гитлеровцы со стонами переползали через трупы своих соратников.
Однако на клинообразном участке 5-й роты, куда ворвались немцы, все еще продолжался гранатный бой. Командир роты Тимофеев, в этот трудный момент потеряв двух минометчиков, сумел заменить их — сам выпустил из ротного миномета сорок мин. Слева на помощь к сражающимся гранатами бойцам 5-й роты устремились бойцы 1-й роты, возглавленные заместителем командира по политчасти Беловым. Командир 1-й роты Яковлев с другой группой бойцов подобрался к захваченной противником землянке и разбил гранатами минометы и пулеметы, которые немцы успели установить там. А справа бойцы и командиры соседнего 1078-го полка выбили немцев из занятого ими дзота.