Командующим 9-й и 12-й армиями было приказано направить в Малую Михайловку и Большой Янисоль 2-ю и 15-ю танковые бригады, 521-й артиллерийский противотанковый полк, 2-й и 95-й пограничные отряды, тяжелый дивизион установок М-13. Командиру 15-й танковой бригады полковнику М. В. Колосову приказали возглавить эту импровизированную подвижную группу и нанести контрудар во фланг танковой группировке противника. Директива № 00182/оп приказывала частям фронта отойти к утру 8 октября на новый оборонительный рубеж, проходивший через населенные пункты Кочережки, Павлоград, Васильковку, Григорьевку, Варваровку, Гуляйполе, Чапаевку, Андреевку, Дмитриевку. Эта директива стала последним оперативным документом, подписанным Д. И. Рябышевым в должности командующего фронтом. Утром 6 октября прибыл генерал-полковник Я. Т. Черевиченко с предписанием о назначении его на должность командующего фронтом.
Перед этим из Москвы поступила короткая директива Ставки ВГК № 002 659, разрешавшая отвести 9-ю и 18-ю армии на линию Гуляйполе – Алексеевка – Дмитриевка. Но к этому времени их основные силы уже находились в кольце окружения между Осипенко и Мелитополем. Ведя упорные бои, они пытались пробиться на восток. Генерал-лейтенант Смирнов, объединив 99-ю и 130-ю дивизии, 4-ю противотанковую бригаду и ряд других частей в оперативную группу, пробивался на станцию Волноваха. Но три танковые дивизии вермахта глубоко вклинились в боевые порядки советских войск, стремясь расчленить их на небольшие, изолированные друг от друга части и уничтожить. Утратив связь с подчиненными соединениями и частями, командование и штаб 18-й армии с ротой пограничников из батальона охраны, четырьмя пушками и двумя бронемашинами подверглись в районе села Поповки артиллерийско-пулеметному обстрелу. Под угрозой гибели или пленения полевого управления армии генерал Смирнов разделил уцелевших бойцов, командиров и генералов на три группы по 150–180 человек в каждой. Сам возглавил одну из таких групп с целью прорыва сквозь вражеское кольцо. В ходе ожесточенного боя командующий 18-й армией погиб. Неподалеку, у села Водяного, в неравном бою с превосходившими силами танков и мотоциклистов 16-й дивизии погиб начальник артиллерии 18-й армии генерал-майор артиллерии Алексей Семенович Титов. После гибели Смирнова его группу возглавил член Военного совета армии бригадный комиссар А. Н. Миронов, но и он погиб при прорыве очередного вражеского заслона. Остатки группы повел начальник политотдела 18-й армии полковой комиссар П. П. Миркин, бойцы несли его на шинели после тяжелого ранения в грудь. В ночь с 8 на 9 октября группа столкнулась с колонной мотопехоты противника и была рассеяна, Миркин пропал без вести.
В ходе боев была разбита 130-я стрелковая дивизия, а ее остатки рассеялись на мелкие группы, стремившиеся просочиться через линию фронта. Пробилась сквозь кольцо окружения лишь малая часть личного состава 74-й Таманской Краснознаменной и 230-й Днепропетровской стрелковых дивизий, а их артиллерия и материальная часть были утрачены. Из 274-й Запорожской стрелковой дивизии уцелел только 974-й стрелковый полк, ранее переданный на усиление 15-й Сивашской дивизии, а также небольшие группы бойцов и командиров из разных частей. Была рассеяна и 51-я Перекопская ордена Ленина Краснознаменная имени Моссовета стрелковая дивизия. Организованно вышел из окружения лишь 23-й стрелковый полк. Погибла в неравных боях в окружении 164-я стрелковая дивизия.