Огромные потери в бронетехнике отразились на активности немецкой пехоты, которая действовала под прикрытием танков и в качестве танковых десантов. Поэтому защитники Тулы направляли основные свои усилия на уничтожение бронетехники врага.
В ночь на 3 ноября немцы предприняли психическую атаку на позиции 156-го полка НКВД. Танки врага с зажженными фарами без стрельбы на полном ходу в сопровождении мотоциклистов приближались к позициям полка. Удар пришелся на батальон майора В. В. Потетюрина. Для усиления психологического эффекта ревели двигатели тракторов в Платоновском лесу. Подпустив нацистов поближе, артиллеристы 732 зап (Бондаренко) и 447 гап (Маврака) открыли огонь на поражение. При свете прожекторов, освещавших поле боя, оставив до 10 подбитых и сожженных танков, немцы отступили. Подобная психическая атака была повторена германскими войсками 7 декабря на западной окраине города, но и она также закончилась для врага плачевно. До психической атаки на участке Воронежского шоссе пытался прорваться полк «Великая Германия». Атака танков была отбита воинами 154 сд с помощью зенитчиков и артиллерии. Неся потери, немцы продолжали наступать, накатываясь волнами на передний край стрелковых полков. В решающую минуту боя советские бойцы поднялись в штыковую атаку. Нацисты не выдержали и отступили.
Стойкость защитников Тулы не позволила противнику лобовым ударом с юга овладеть городом. Выигрыш во времени обеспечил частям 50-й армии возможность привести себя в порядок после отхода, получить подкрепление, войти в связь с частями 49-й армии Западного фронта и сосредоточить в районе Дедилова 299 сд. В целом была создана прочная оборона Тулы. Командованию удалось создать резерв из двух полков 31-й кав дивизии, а начальнику ТБУ — из 290 сд.
6 ноября закончился первый этап операции фронта. 7-го начался второй — 50-я армия должна нанести удар на Щекино. В условиях «высокого боевого подъема духа солдат», вызванного 24-й годовщиной Октябрьской революции, командование Брянского фронта приняло решение на проведение контрудара по Тульской группировке германских войск силами 50-й и 3-й армий. Войскам 50-й армии ставилась задача: прочно оборонять город с юга, с севера и северо-запада, утром 7 ноября во взаимодействии с частями 3-й армии уничтожить тульскую группировку противника в районе Косая Гора, Ясная Поляна, Щекино. В дальнейшем, преследуя противника на запад и юго-запад, выйти на рубеж Павшино, Слобода, Крапивна, Плавск, Рожд. 1, 2-е, где закрепиться. По 50-й армии был разработан приказ (по армии), в котором конкретно ставились задачи привлекаемым к операции подразделениям. В приказе № 10 от 6.11.41 года командование 50-й армией оценило сложившуюся ситуацию как попытку 24-го танкового корпуса овладеть Тулой с юга, а наступление пехотных дивизий 43-го армейского корпуса на участке Павшино, Воскресенское — как попытку выйти на Московское шоссе к северу от Тулы. Такая оценка соответствовала действительности.
7–8 ноября был нанесен контрудар частью сил 50-й армии в направлении Щекино. Для проведения удара назначалась 413-я сд во взаимодействии с 32-й танковой бригадой (они должны были действовать) в направлении н/п Мал. Еловая, Толстовский; 260 сд с задачей захвата высот у н/п Малеевка; 290 сд — в направлении н/п Струково, Косая Гора. Остальным соединениям и частям предписывалось удерживать занимаемые рубежи. Артиллерийской подготовке отводилось 30 минут. 7 ноября, опираясь на оборону 258 и 194 сд на западе и северо-западе, наши войска перешли в наступление. Противник оказал активное сопротивление, из-за чего наступление развивалось медленно. Сказались и организационные недостатки.
Так, 32-я танковая бригада опоздала с выходом в исходное положение (н/п Большая Еловая), взаимодействие с 413 сд на местности организовано не было, связь работала плохо, донесения в штаб армии не поступали. К исходу 7 ноября 413 сд вышла на рубеж Малая Еловая, Тихвинское, но будучи атакованной пехотой противника (два батальона с 25–30 танками) отошла на рубеж Большая Еловая, Борыково. Задача по организации на местности взаимодействия с пехотой и артиллерией, возложенная на командира 32-й танковой бригады, была ошибочным решением, так как такие обязанности возлагались на штаб армии. В результате на этом участке успех не был достигнут.
В результате наступления 290 сд вплотную подошла к Косой Горе. Были заняты ст. Рвы, Струково. 260 сд овладела Малеевкой. 58-й запасной полк овладел Нижней Китаевкой. При этом на остальных участках обороны положение не изменилось. В течение 8 ноября 217 и 154 сд отбивали неоднократные атаки противника на Китаевку и в районе Орловского шоссе.