Но противнику все же удалось сосредоточить свои силы в районе к югу и юго-востоку от Тулы, используя для этого лесной массив к северу от Ясной Поляны и в районе Косой Горы, где уже на 5 ноября отмечалось до 100 танков и 160 автомашин.
По мере прибытия в район Тулы новых сил командованию 50-й армии удалось 5 ноября создать себе резерв из двух полков 31-й кавалерийской дивизии в районе Мыза (северо-восточнее Тулы 5 км), а начальнику Тульского боевого участка – из 290-й стрелковой дивизии, расположив ее 5 ноября в центре города для обороны мостов.
6 ноября заканчивался первый этап операции фронта. 7 ноября начался второй – 50-я армия должна была нанести удар на Щекино. На 22 часа 6 ноября командование 50-й армии в приказе № 10 оценивало действия противника как попытки частями 24-го танкового корпуса овладеть Тулой с юга, а наступлением пехотных дивизий на участке Павшино, Воскресенское выйти на Московское шоссе к северу от Тулы. Такая оценка в общем соответствовала действительности.
Для нанесения удара 7 ноября были назначены: 413-я стрелковая дивизия, во взаимодействии с 32-й танковой бригадой в направлении Мал. Еловая, Толстовский; 260-я стрелковая дивизия с задачей захватить высоты у Малеевки – в направлении Гостеевка, Рудаково; 290-я стрелковая дивизия – в направлении Струково, Косая Гора. Остальные части армии должны были удерживать занимаемые рубежи. На артиллерийскую подготовку отводилось 30 минут.
Произведя в ночь на 7 ноября необходимую перегруппировку в соответствии с предстоявшими задачами и выбив противника ночной атакой батальона 58-го запасного стрелкового полка из Ниж. Китаевки, части армии под прикрытием оборонявшихся 258-й стрелковой дивизии (с северо-запада) и 194-й стрелковой дивизии (с запада) 7 ноября на рассвете начали наступление.
Но наступление развивалось медленно вследствие активного сопротивления оборонявшегося противника. 32-я танковая бригада опоздала с выходом в исходное положение (Бол. Еловая), взаимодействие между бригадой и 413-й стрелковой дивизией на местности организовано не было, связь работала плохо, донесения от 413-й стрелковой дивизии и 32-й танковой бригады в штаб армии не поступали. К исходу 7 ноября 413-я стрелковая дивизия вышла на рубеж Мал. Еловая, Тихвинское – но, будучи атакована в 22 часа двумя батальонами пехоты с 25–30 танками противника, отошла назад и к 24 часам закрепилась на рубеже Бол. Еловая, Вечерняя Заря, имея штаб дивизии в Сергиевке.
С целью продолжения наступления 8 ноября организация взаимодействия на местности с пехотой и артиллерией возлагалась на командира 32-й танковой бригады; последнее нельзя признать правильным, так как эта задача должна была явиться непосредственно заботой штаба армии.
В результате наступательных действий, которые велись 8 ноября, войска 50-й армии подошли вплотную к Косой Горе, заняли станцию Рвы, Струково и овладели Малеевкой, Басово-Шиши, Крутое. Положение на остальных участках обороны не изменилось. При этом в течение 8 ноября 217-я и 154-я стрелковые дивизии отбили неоднократные атаки противника на Китаевку и в районе Орловского шоссе.
Контрудар войск 50-й армии не дал ожидавшихся результатов, так как фашисты, перейдя к обороне южнее Тулы, окопались, организовали систему огня, отражая атаки 413-й стрелковой дивизии огнем и действиями танков. Противник имел небольшое превосходство в пехоте и четырехкратное в танках. Наконец, недостаточное взаимодействие между 413-й стрелковой дивизией и 32-й танковой бригадой также было одной из причин неуспеха. Тем не менее контрудар наших частей сыграл положительную роль, значительно активизировав оборону. Накапливая боевой опыт под Тулой, 413-я стрелковая дивизия впоследствии оказала эффективное воздействие на противника своей упорной обороной, не допустив его к Туле с востока.
Одновременно с проводившимся наступлением 50-й армии расположенные южнее части 3-й армии также начали наступать ударной группировкой в направлении Теплое (20 км юго-восточнее Плавска), Щекино, Тула с целью разгрома тульской группировки немцев во взаимодействии с 50-й армией.
Своими действиями 3-я армия отвлекла на себя 112-ю и 167-ю пехотные дивизии 53-го армейского корпуса противника.
Преодолевая сопротивление неприятеля на отдельных участках в течение 7 ноября, части ударной группировки 3-й армии к исходу 8 ноября вышли на линию: Алексеевка (20 км западнее Богородицка), Свердловская МТС, Нарышкино и далее на юг, западнее Волчьей Дубравы.