С собственной бронетехникой дела обстояли несколько лучше. Во время боев на Перекопе армия потеряла только один Т-34, а значительная часть подбитых противником легких танков поддавалась восстановлению.

Войска, оборонявшие район Пятиозёрья, по-прежнему находились в наиболее тяжелом положении. Ишуньский перешеек защищали всего две дивизии, усиленные батальоном морской пехоты.

Одна из них, 156-я, продолжала занимать оборону фактически двумя полками. Если 361-й и 417-й полки смогли пополнить за счет местного населения, доведя общую численность дивизии до 6500 человек, то на пополнение 530-го полка уже не было ни бойцов, ни командиров. Еще хуже обстояло дело с артиллерией. В обоих артполках 156-й СД осталось всего тридцать орудий. Часть полковой артиллерии и минометов была еще в августе передана в формирующиеся Крымские дивизии. Как докладывал перед началом боев на Перекопе командир 417-го СП Юхимчук, «имею полковой артиллерии на километр фронта один ствол и полтора миномета». После сентябрьских боев дивизия не имела уже и этого. Чтобы как-то компенсировать недостаток артиллерии, в районе бромзавода были развернуты две батареи Черноморского флота.

172-я СД имела больше личного состава и собственный танковый полк, но испытывала еще большие трудности с артиллерией. Она располагала всего четырьмя 152-миллиметровыми гаубицами, пятью орудиями калибра 122 миллиметра, семью калибра 76 миллиметров и четырьмя 45-миллиметровыми. При этом дивизия занимала 40-километровый рубеж обороны по реке Чатырлык.

Предполагаемая тактика советских частей оставалась прежней. Они снова собирались переходить в немедленные контратаки «для восстановления положения» в случае утраты каких-либо позиций.

Как позже вспоминал командир оперативной группы Батов, «доблестью солдат и искусством командиров и политработников в масштабе полков и дивизий приходилось компенсировать отсутствие собранности и единого целеустремленного плана в целом».

С рассветом 18 октября противник силами до двух пехотных дивизий, при мощной поддержке артиллерии, самоходных орудий и авиации перешел в наступление на левом фланге 106-й стрелковой дивизии и по всему фронту 156-й стрелковой дивизии.

Узкие Ишуньские перешейки заставили Манштейна развернуть 11-ю армию в два эшелона. Начали наступление дивизии LIV армейского корпуса, которым надлежало прорваться через перешейки. После этого в бой планировалось ввести XXX корпус, которому предписывалось развить достигнутый успех.

Главный удар немцы, как и раньше, наносили вдоль железной дороги, на Красноперекопск, надеясь прорвать фронт 156-й СД между озером Старое и Каркинитским заливом. В этот раз, впервые во время боев в Крыму, в артподготовке помимо 150-мм и 210-мм гаубиц тяжелой артиллерии были задействованы и шестиствольные минометы.

После ожесточенного трехчасового обстрела немецкая пехота при поддержке самоходных орудий начала штурмовать позиции 361-го полка 156-й СД. Ввиду важности прикрываемого направления полк был усилен батальоном капитана Руденко, входившим в состав 172-й СД и переброшенным сюда еще во время первых боев за Пятиозёрье.

Одновременно с главным ударом немецкие части, как они это делали и раньше, нанесли сильный удар и между озерами Старое и Красное, по позициям 417-го СП. Артиллерия 156-й СД снова была вынуждена рассредоточивать свой огонь, поддерживая оба полка сразу. В результате она оказалась не в состоянии остановить продвижение противника, несмотря на то что части 156-й дивизии поддерживала и артиллерия 106-й. Наступать на участке 106-й дивизии, занимавшей позиции в районе Уржина, противник не планировал, прикрывшись с этой стороны румынскими частями. Поэтому два артполка 106-й СД активно поддерживали огнем левый фланг своего соседа.

Наиболее тяжелая ситуация сложилась на левом фланге дивизии, который не простреливался огнем артполков 106-й СД. Немецкая пехота сразу сосредоточила свои усилия на ключевом пункте обороны этого участка — бромзаводе. Немецкие штурмовые группы, подтягивая за собой прикрывающие их продвижение пулеметы и минометы, медленно приближались к первой линии обороны. 8 цехов завода и расположенный южнее заводской поселок могли бы надолго задержать противника, если бы были сильнее укреплены и защищались бóльшими силами.

Подразделений 361-го СП для защиты такого крупного опорного пункта оказалось недостаточно. Уже к 12 часам дня стало ясно, что полк не сможет самостоятельно выдержать натиск противника. На КП командира дивизии срочно прибыл с бромзавода офицер штаба полка капитан Шутыркин. Он доложил, что гарнизону опорного пункта нужна срочная помощь, так как немцы уже прорвались непосредственно к заводу. Командир дивизии генерал-майор Черняев ввел в бой свой резерв — разведбат дивизии, поставив ему задачу отбросить противника. Разведбат повели в бой начальник разведки дивизии Лисовой и знавший обстановку в районе завода Шутыркин. После разгрома на Перекопе из 14 плавающих танков разведбата в строй удалось ввести только шесть.

Рванувшиеся вперед маленькие двухместные танки, имевшие всего один пулемет, буквально засыпали немецкую пехоту свинцом. Контратакой разведбатальона, активно использовавшего танки Т-37, немцы были отброшены от бромзавода. Но скоро, подтянув противотанковые орудия, они возобновили штурм. Бороться с противотанковой артиллерией даже малых калибров «амфибии», имевшие противопульное бронирование, не могли. При попытке раздавить немецкую противотанковую батарею большая часть плавающих танков Т-37 была уничтожена. Командир танковой роты Фомин сгорел в танке во время атаки. Около 14 часов дня немецкая пехота заняла бромзавод и ворвалась в заводской поселок, находившийся в глубине обороны 361-го СП. Удержаться не удалось и здесь. Понесшие большие потери подразделения 361-го СП и дивизионного разведбата к концу дня отошли к поселку «Участок № 9».

Отступление 361-го СП сильно осложнило положение оборонявшегося левее его батальона Руденко. В начале немецкого наступления батальон, развернутый в два эшелона и поддерживаемый 29-й батареей, успешно отбивал атаки противника.

Находившаяся в первом эшелоне батальона стрелковая рота опиралась на небольшую высотку «отметка 3,0». На этой позиции бойцы роты более часа отбивались от противника, не подпуская его к своим позициям. Рота держалась прочно, и Руденко, рассчитывая удержать эту позицию, послал на высоту два пулеметных взвода. Однако оба подразделения не смогли добраться до высоты из-за сильного минометного огня.

Не получив поддержки, на третьем часу боя рота отошла на основные позиции переднего края батальона, опиравшегося на поселок «Участок № 9». К этому времени в бою погибли командир роты лейтенант Терехин и военком роты политрук Гугу.

После того как части 156-й дивизии оставили бромзавод, обнажив правый фланг батальона, его положение стало критическим. Немецкая пехота стала атаковать его позиции с двух сторон; при этом на правом фланге батальона появились немецкие самоходки, ранее действовавшие на участке 361-го СП.

Штурмовые орудия 190-го дивизиона проявляли в боях на перешейках предельную осторожность. Они не заходили в населенные пункты и не приближались к советским окопам, стараясь держаться вне досягаемости бутылок с горючей смесью.