С утра 1 октября XIV танковый корпус продолжил операцию по ликвидации «орловского выступа». Направления немецких атак подробно описаны в документах 115-й осбр – при поддержке танков и штурмовой авиации в 11:00 из района железнодорожной станции и расположенного рядом кладбища одна группа двинулась на север к окраинам поселка, вторая – на юг к железнодорожному мосту. Судя по немецким документам, здесь действовали подразделения люфтваффе из боевой группы «Штахель» и батальоны 94-й пд.
Одновременно удар последовал из района восточных склонов высоты 144,4 на юг, к окраинам поселка. К исходу дня усиленный батальон люфтваффе и подразделения 16-й танковой дивизии (тд) соединились, заняв западную окраину Орловки, и отрезали советские части, позиции и тылы которых располагались в балках северо-западнее поселка. В окружение попали остатки 2-й мотострелковой бригады (мсбр) и третьего батальона 115-й осбр, связь с которыми с этого момента осуществлялась только по радио, пока позволял заряд батарей. Документы 6-й армии вермахта говорят о полной зачистке Орловки к вечеру 1 октября, однако, согласно советским отчетам, была захвачена лишь часть поселка.
Запланированная контратака 62-й армии на поселок «Баррикады» сорвалась – из-за недостатка плавсредств за ночь успели переправиться только три полка 39-й гв сд, последним переправлялся полк 308-й сд, которому были поставлены наступательные задачи. Но к рубежу атаки полк выйти уже не успел. Сводный батальон 92-й осбр из-за потери комбатом (позже отстраненным от командования) ориентировки также не смог выйти на исходные позиции. С рассветом активизировалась немецкая авиация, и советским частям пришлось закрепляться там, где их застало утро. Об организованной контратаке не могло быть и речи.
Бомбардировки рабочих поселков и заводов не прекращались в течение дня – только наблюдатели 193-й сд зафиксировали свыше 200 вылетов самолетов на позиции дивизии генерал-майора Ф. Н. Смехотворова. Переправа и командный пункт 62-й армии непрерывно обстреливались артиллерийским и минометным огнем, разрывы ложились подозрительно близко к штабным блиндажам и траншеям в крутом откосе берега, а также к оставшимся до сих пор целыми нефтебакам, стоявшим на обрыве, в непосредственной близости от командного пункта.
Последствия не заставили себя ждать: нефть хлынула из разрушенных баков и воспламенилась в результате ожесточенного обстрела. Несколько штабных землянок оказались отрезаны рекой огня, горящая нефть текла по траншеям и ходам сообщений, выжигая телефонные провода и застигнутых врасплох людей – в первые же минуты погибло несколько работников штаба артиллерии и бойцов из роты охраны. По воспоминаниям Чуйкова, панику смог остановить опытный начальник штаба армии генерал-майор Н. И. Крылов. Несмотря на бушевавший рядом пожар, уцелевшие штабные вернулись в блиндажи ко все еще действующим рациям – штаб армии продолжил работу.
В этот день LI армейский корпус вермахта в рабочих поселках активных боевых действий не вел, проводя перегруппировку для дальнейшего наступления. Советские наблюдатели отмечали сосредоточение крупных сил противника в поселке «Баррикады», на высоте 107,5 и западных склонах Мамаева кургана.
