После приказания Чапаева об усилении охранения безоружным были выданы со склада винтовки, и они направлены в цепи на окраины Лбищенска. Однако неизвестно чьим распоряжением ночью эта охрана была снята, оружие изъято, и люди отправлены отдыхать.
Перед рассветом противник подошел к Лбищенску с трех сторон. С четвертой (восточной) протекает Урал. Телефонные и телеграфные линии связи с войсками и с Уральском были перерезаны. Некоторая часть местных казаков пробралась задворками в Лбищенск, чтобы стрелять с тыла, сеять панику и смерть. По сигналу конница противника пошла в атаку. Слабая оборона Лбищенска не смогла воспрепятствовать большей ее части быстро прорваться в станицу. Бой защитников принял неорганизованный характер. По всему Лбищенску шла беспорядочная стрельба. На улицах и во дворах защищались группами и в одиночку, в плен не сдавались, знали: будет мучительная смерть; стремились пробиться к своим, в центр Лбищенска, где разгорелся сильный огневой бой. С рассветом действия противника стали еще более организованными, а оборонявшиеся собрать свои разрозненные группы не смогли. Защищались там, где пришлось, до последней возможности. О стойкость героев разбивались атаки противника, несмотря на превосходство его в людях и вооружении. Много полегло отважных чапаевцев, немало полегло и врагов. Наконец, в ход была пущена артиллерия, которая противником в темное время не могла быть применена. От ее огня не было защиты, и через некоторое время сопротивление было сломлено. Остатки разрозненных групп стали пробиваться к Уралу. Но пути отхода уже были отрезаны. На берегу казаки поставили пулеметы и беспощадно расстреливали тех, кто пытался плыть и достичь противоположного берега. Оборонявшиеся на площади курсанты, возглавляемые командирами, бились до последнего. Погибли вместе с ними начальник школы Петр Федорович Чеков и его сын, помощник комиссара дивизии Иван Автономович Крайнюков, заведующий политотделом Дмитрий Васильевич Суворов, зарублен комиссар дивизии Павел Степанович Батурин, тяжело ранены начальник штаба Николай Михайлович Новиков и сам Чапаев.
Когда положение стало безнадежным, группа телеграфистов во главе с порученцем штаба Петром Семеновичем Исаевым пыталась спасти истекающего кровью Чапаева, переправить его через реку Урал[688]. Но последний путь Василия Ивановича точно не известен. Со ссылкой на рассказы случайно спасшихся чапаевцев и пленных казаков сложилось мнение, что жизнь достойного сына Родины, одного из лучших, храбрейших воинов, талантливого командира Василия Ивановича Чапаева прервалась в бурных водах Урала. Вновь назначенный политическим комиссаром 25-й стрелковой дивизии Сысойкин, в частности, так доложил в Реввоенсовет IV армии после занятия Лбищенска 7 сентября 1919 года: «На берегу Урала трупов было много, товарища Чапаева не было. Он был убит на середине Урала и утонул на дно. Политические сотрудники в большинстве расстреляны»[689].
В руках белоказаков оказались документы штаба дивизии. По спискам они отобрали командный состав и коммунистов — почти 400 человек и расстреляли на берегу Урала. Из них спастись бегством удалось лишь единицам[690]. Оставили в живых лишь обозников, которых распределили по казачьим полкам в их обозы. Одновременно противник стал спешно вывозить в степь по дороге на Сломихинскую захваченное имущество[691]. Из взятых 4 самолетов один был поднят в воздух и в сопровождении белогвардейского аэроплана был направлен в штаб Уральской белоказачьей армии[692].
Утром 5 сентября из Горячинского (в 15 километрах южнее Лбищенска), где стояли обозы 73-й бригады, сообщили командиру правобережной группы И. С. Кутякову в Сахарную, что со стороны Лбищенска слышна сильная ружейно-пулеметная и артиллерийская стрельба. Отряд казаков, подошедший со стороны Лбищенска на юг в качестве заслона, пытался овладеть Горячинским, но был отбит тыловыми подразделениями, организовавшими оборону до подхода частей бригады. К ночи подошли 73-й кавдивизион и батальон 219-го полка на подводах. Посылая помощь, командир группы намеревался очистить Лбищенск от противника, восстановить связь с Уральском и с войсками. Но Лбищенск был занят значительными силами и взять его не удалось.
Оценив сложившуюся обстановку и способность противника пойти из Лбищенска на Уральск, И. С. Кутяков начал отход всей группой. Подчинив себе среднюю группу И. К. Бубенца, приказал и ей отходить на линию Лбищенска. В ночь на 6 сентября части скрытно начали отход, оставив в Сахарной на прикрытие кавалерийский дивизион 74-й бригады, уходившей последней. Отход совершался организованно, при высокой дисциплине. Надежды противника на их деморализацию не оправдались. Тот же полковник Моторный в докладе о налете на Лбищенск и отходе красных частей писал: