Первые контрудары противник начал наносить по флангам наступающих еще в первой половине дня, стараясь замедлить их продвижение в центре. При этом исключительную активность проявляла вражеская авиация – за день было отмечено до 100 одиночных и групповых налетов, в основном бомбардировщиков Ю-88 и истребителей МЕ-110 и МЕ-109, бомбивших и штурмовавших наступающие части со всех высот, вплоть до бреющего полета.[73]

Полки Чапаевской дивизии, понесшие накануне большие потери при попытках отбить Кагарлык собственными силами, не могли эффективно атаковать даже при поддержке танков. Прекратив контратаки, они сами с трудом сдерживали натиск противника. На участке 287-го СП румынам удалось отбросить одну из стрелковых рот и выйти в тыл 1-й батареи 69-го артиллерийского полка. Обойдя батарею с левого фланга, противник открыл по ее расположению сильный пулеметный огонь. Командовавший батареей младший лейтенант Лысый сумел развернуть орудия по направлению к пулеметам и отбросил противника огнем прямой наводкой, после чего отошел на новую позицию.

Бой шел практически на уничтожение и отличался настолько большим ожесточением, что командование Приморской армии даже упомянуло об этом в своем донесении командованию Южного фронта: «В р-не Кагарлык весь день идет исключительно напряженный бой, обе стороны несут значительные потери от огня минометов, артиллерии и авиации».[74]

После того как в артполки были подвезены остававшиеся снаряды, советские орудия повели интенсивный огонь по частям противника, оборонявшим село, и к 13 часам батальон 90-го СП ворвался на южную окраину Кагарлыка.[75]

Полностью Кагарлык удалось занять лишь около 16 часов, после почти 10-часового боя, когда в бой за село был введен 2-й батальон 31-го СП. После взятия села батальоны короткое время пытались продолжать движение вперед, однако части ударной группы генерал-майора Воробьева понесли во время длительного боя за село слишком большие потери и были быстро остановлены противником. Для всех, и в том числе для румын, стало понятно, что части ударной группы окончательно утратили пробивную способность. Полки же 25-й дивизии, поддерживавшие группу слева, утратили ее еще раньше. Воробьев приказал прекратить наступление и перейти к обороне на занятых позициях. Однако сил прочно закрепиться в Кагарлыке уже не было. Обстановка стала быстро ухудшаться.

В течение дня румыны успели сориентироваться в ситуации, правильно оценить сложившуюся обстановку, а затем и воспользоваться ей. Румынские удары стали наноситься на все больших участках фронта. Помимо атак на Кагарлык румыны снова начали отвлекающие удары на Беляевку, которые из-за благоприятной для обороны местности опять удалось отразить даже измотанным частям 25-й дивизии. Незначительно продвинуться противнику удалось только несколько южнее Кагарлыка.

Одновременно румыны продолжали сосредоточивать в Западном секторе силы для крупного наступления. Авиаразведка засекла днем переброску в район Раздельной мотобригады. По замаскированным танкам нанесли удар гидроэскадрильи Черноморского флота, базировавшиеся на гидроаэродроме в Хаджибейском лимане, а вечером генерал-майор Воробьев, опасаясь, что наступление противника может начаться ночью, отбыл обратно в Западный сектор.

Отьезд Воробьева, конечно, никак не мог повлиять на тяжелую ситуацию в Южном секторе в лучшую сторону, и к 23.00 румыны снова ворвались в Кагарлык. Части ударной группы, не удержав село, смогли, однако, остановить дальнейшее продвижение противника в районе высоты 114,6, взять которую румынам пока не хватало сил. Удар по ней румыны смогли нанести лишь силами всего двух рот, и атака было легко отбита. После этого «центр тяжести» румынских ударов снова стал смещаться южнее Кагарлыка на рубежи ослабленной 25-й дивизии.