Верховное главнокомандование усилило 50-ю армию 32-й танковой бригадой (4 КВ, 7 Т-34, 10 Т-26, 10 Т-60 — всего 31 танк, командир полковник И. И. Ющук)[131] и 413-й стрелковой дивизией (командир полковник А. Д. Терешков). Усиление стало своевременной помощью защитникам Тулы. Энергичные меры командующего 50-й армии генерала А. Н. Ермакова по упорядочиванию управления войсками, определению вероятных мест нанесения ударов противником, помощь жителей города и близлежащих деревень (руководимых областной и городской партийными организациями) в строительстве оборонительных сооружений на подступах к Туле и в самом городе, а также добровольное вступление рабочих, крестьян, интеллигенции в ряды Красной армии и Тульского рабочего полка способствовали созданию устойчивой обороны, о которую разбились атаки 2-й танковой армии Гудериана.
Возникшие неудачи войск 4-й танковой группы, наступавшей с северо-запада на Москву, заставили 2-ю танковую армию продолжать атаки в ночь на 30 октября. По Орловскому шоссе на позиции 156-го полка НКВД и Рабочего полка было брошено 80 танков, две роты мотоциклистов и до полка пехоты. Несмотря на значительное превосходство противника, атака была отбита. Потеряв еще 19 танков, немцы отошли.
В книге Б. М. Шапошникова «Битва за Москву» приведен факт боя вечером 29 октября: «Затем (после захвата Косой Горы) фашистские танки (12–15 танков и несколько бронемашин) двинулись на Тулу, на подступах к которой и были отражены 156-м полком НКВД и главным образом артиллерией 732-го полка ПВО».
Сосредоточив 3, 4, 17-ю танковые и 2-ю моторизованную дивизии, а также элитный пехотный полк вермахта «Великая Германия», в 8 часов 30 минут 30 октября нацисты снова перешли в наступление.
Наше командование правильно определило направление главного удара немцев 30 октября и сконцентрировало силы для его отражения. Первая атака проводилась массированно с разных направлений. Вдоль Орловского шоссе при поддержке артиллерийского и минометного огня на Тулу наступало до двух батальонов с 40–50 танками, в направлении Гостеевка — Тула — до батальона пехоты и 30 танков, по Воронежскому (Сталиногорскому) шоссе — свыше роты мотоциклистов при поддержке 18 танков. Атаки были отбиты на всех направлениях. На Орловском шоссе враг встретил огневое противодействие зенитчиков 6-й и 10-й батарей из 732-го зенитно-артиллерийского полка. Зенитчики огневого взвода лейтенанта Волнянского практически огнем в упор остановили колонну танков, двигающуюся по шоссе, уничтожив 13 танков. Огневой взвод лейтенанта Милованова уничтожил 4 вражеских танка. Одновременно немцами производилось «прощупывание» плотности обороны, шел поиск ее наиболее слабых мест. Во второй атаке оно было найдено. На окраине Рогожинского поселка в овражке из-за обводненности грунта не было закончено строительство противотанкового рва. Этот участок не был заминирован, поэтому немцы прорвали позиции Тульского рабочего полка и «разрезали» его боевые порядки. Некоторые бойцы Тульского рабочего полка оставили окопы и отошли. Бывший первый секретарь Центрального райкома партии Малыгин встретил бежавших бойцов 1-го и 2-го батальонов в районе Чулковского моста. Артиллеристы отбили атаку, были задействованы 732 зап, 702 иап ПТО, бронепоезд № 16 и 447-й полк тяжелой артиллерии. Затем была отбита третья атака. Однако обороняющимся пришлось отступать к поселку Красный Перекоп, к южной окраине Всехсвятского кладбища.
В 16 часов была предпринята четвертая атака. По Орловскому и Воронежскому шоссе двигались группы танков (15–20 штук) и до двух батальонов пехоты при поддержке артиллерийского и минометного огня. В результате противнику удалось продвинуться и занять часть Рогожинского поселка (1,5 км юго-восточнее Тулы). Дальнейшее его продвижение было остановлено огнем 732 зап. Было подбито 5 танков противника.
В итоге боев 30 октября наши войсковые подразделения уничтожили 31 танк (21 танк записан на счет зенитчиков 732 зап подполковника М. Т. Бондаренко, 5 танков уничтожили бойцы Тульского рабочего полка, 5 танков уничтожили бойцы 156-го полка НКВД).