Тем временем к городу подходили последние группы бомбардировщиков, в частности «Хейнкели» из KG27 «Бельке». Командир эскадры барон Ханс-Хеннинг фон Бёст лично руководил действиями летчиков, барражируя на одном из самолетов над Горьким. Каждый экипаж, выполнив бомбометание, немедленно отчитывался перед ним по радио. В. Хартл из 8-й эскадрильи вспоминал:
В Ворошиловском районе в течение всего налета обстановка оставалась относительно спокойной. Заводы продолжали работу, хотя рабочие настороженно прислушивались к доносящейся с улицы стрельбе зениток и грохоту взрывов. Группы самозащиты и пожарные формирования находились в состоянии боевой готовности. Свободные от работы жители района притаились в щелях, кто посмелее наблюдали за происходящим с высокого окского откоса. Бомбежка шла всего в трех километрах отсюда, и было отчетливо видно, как в Карповке, за Станкозаводом и дальше на берегу горят дома, пылают цеха завода «Двигатель революции». Огромные клубы дыма уносились ветром на юго-запад, закрывая вид на автозавод и его окрестности.
Время было 01.45. Казалось, что налет закончился, но в небе над Щербинками вновь послышался гул самолетов. А затем воздух пронзил ужасающий вой падающих бомб. Еще мгновение, и по всему Ворошиловскому району прокатилась серия мощных взрывов, затем на откосе, у железной дороги и в жилом секторе в небо взметнулись ослепительные языки пламени. На заводе № 326 им. Фрунзе рабочие ночной смены вдруг услышали гулкий удар, затем хруст, перемежающийся с грохотом. В цехах и мастерских осыпалась штукатурка, зазвенели стекла. У каждого, кто слышал это, похолодело внутри. Борис Увяткин, преподаватель Горьковской школы радиоспециалистов, и сержанты А. Нужин и С. Меркушев находились в подвале возле 19-й будки, расположенной недалеко от заводской столовой. Они тоже ощутили сильнейший удар, чуть не сваливший их с ног. Все поняли, что на завод упало нечто огромное. Впоследствии оказалось, что в одноэтажное здание столовой попала бомба SC1800. Пробив все перекрытия, «адская машина» ушла на несколько метров в грунт, но не взорвалась. Тем не менее лишь одного попадания почти двухтонной махины оказалось достаточно, чтобы сильно повредить здание.
Пострадали и другие объекты на территории района. Мощный взрыв разрушил барак № 7 на ул. Крутояровской и восемь сараев. Четыре зажигательных бомбы BrandC50A упали на территорию радиотелефонного завода им. Ленина и еще одна угодила в дом № 18 на ул. Азовской. К счастью, на место быстро прибыли заводские унитарные команды и пожарные автонасосы. В течение 30 минут пожары удалось потушить. Серия взрывов прогремела и на станции Мыза. Здесь были сильно разрушены пути и станционные постройки. Всего, по данным службы МПВО, на территорию Ворошиловского района были сброшены 10 фугасных и 50 зажигательных бомб разных калибров. В результате пострадали 36 человек, в т.ч. пятеро погибли, 11 получили тяжелые ранения и травмы.
Бомбардировке подвергся и Ждановский район, расположенный на восточной окраине нагорной части Горького. Л. Дмитриева, работавшая тогда операционной сестрой на станции переливания крови, вспоминала: