В то время как немецкие летчики делились свежими впечатлениями о налете и ложились отдыхать, в семистах километрах к северо-востоку, в Горьком бушевали вызванные ими пожары. Когда в городском штабе МПВО осознали масштабы случившегося на ГАЗе, туда было выслано все, что имелось под рукой. Для ликвидации очагов пожаров прибыли 44 автонасоса, пять пожарных поездов и четыре оперативные группы пожаротушения. Тушением лично руководил заместитель начальника УПО УНКВД города и области капитан Грачев. Ликвидация очагов пожаров в течение двух часов была затруднена повреждениями водопровода. Автонасосы работали от трех водоемов, протянув длинные рукавные линии, давление воды в которых оставляло желать лучшего. Около 03.00 утра героическими усилиями ремонтников водоснабжение на большинстве участков было частично восстановлено, а еще через три часа вода худо-бедно подавалась на все очаги.
Только к 07.30 большинство пожаров были локализованы, однако огонь по-прежнему полыхал в главном механосборочном и литейном корпусах ГАЗа. Дым огромными столбами поднимался в небо, и все жители города и окрестностей понимали, что на автозаводе творится нечто ужасное. Лишь около 13.00, т.е. через 12 часов после бомбежки, удалось локализовать пожары и на этих участках. При этом из личного состава пожарной охраны три человека получили тяжелые и три легкие ранения.
После этого руководство завода смогло оценить масштабы полученных разрушений. На фоне дымящихся развалин особенно выделялся механосборочный корпус. В огромном здании были разрушены и выгорели 80% производственной площади. Тяжкое зрелище представляли сплошные завалы на площади в 11,4 тыс. кв. м. Это было месиво из рухнувших железобетонных плит перекрытий, колонн, деформированных огнем металлоконструкций, трубопроводов, остатков технологического оборудования и деталей машин. Прямыми попаданиями авиабомб были причинены значительные повреждения и разрушения фундаментам строительных конструкций, фундаментам под оборудованием и подземному хозяйству цехов. При пожарах были полностью выведены из строя внутренняя ливневая канализация цехов, промразводки, вентиляция, силовая и осветительные разводки, моторы технического оборудования. Тут и там валялись обгоревшие лохмотья и фрагменты человеческих тел, на уцелевших фермах висели оторванные руки и ноги. От многих рабочих, оказавшихся в момент бомбежки на своих местах, практически ничего не осталось.