Утром 15 августа на помощь 28-й танковой дивизии прибыли такие же «пешие» танкисты из 3-й танковой дивизии. Они имели 17 танковых и несколько ручных пулеметов. Немцами была предпринята попытка овладеть Новгородом, которая оказалась неудачной. Основные усилия были сосредоточены на левом фланге, где на рубеже от Волхова До Псковской Слободы оборонялся 5-й танковый полк. Его около трех часов бомбили немецкие пикировщики. После этого началась «психическая атака». Подпустив противника на 100—150 метров, воины открыли огонь и отбросили врага. Вот как этот бой описывается в боевом донесении 3-й танковой дивизии: «Воздух смешался с землей, многие Щаншеи были разрушены, людей засыпало землей. Началась *психическая атака» фашистов с развернутыми знаменаМи- Подпустив взбесившихся немцев на 100 метров, танкисты открыли сильный ружейно-пулеметный огонь, который оказался таким неожиданным для противника, что пехота бросилась в бегство, оставляя убитых и раненых. Повторные атаки также были отбиты с большими для противника по- терями».
В качестве последнего аргумента Черняховским были использованы два тяжелых танка «КВ» и пять легких БТ-7, которые возвратились из ремонта и еще не были переданы в другие подразделения. В районе Псковской Слободы они ворвались в боевые порядки немцев и остановили очередную атаку, после чего двинулись вдоль фронта налево, развернулись на стыке с соседом и снова атаковали противника. Воодушевленная успехом пехота поднялась в атаку, отбросила немцев и захватила пленных. От них стало известно, что на следующее утро намечен удар на стыке двух полков. Если бы удар удался, то дивизия оказалась бы рассеченной на несколько частей.
В 17:30 начался очередной массированный авианалет на советские позиции, продолжавшийся двадцать минут. Новгород пылал. Позднее в отчетных документах немецкое командование признавало ключевую роль авиации в штурме Новгорода: «Сопротивление было подавлено атаками пикирующих бомбардировщикову которые подожгли город во многих местах».
В 18 часов началась атака пехоты, которая смогла проникнуть на южную окраину города. Держаться дальше было невозможно. С разрешения Коровникова Черняховский отвел остатки своих подразделений в город на второй рубеж обороны. К этому времени в городе уже было закончено оборудование оборонительных сооружений. Новая линия обороны проходила непосредственно за ближайшими к шоссе домами. Все улицы были перехвачены баррикадами из мешков с землей, а местами и каменными кладками с бойницами. Окна угловых домов на перекрестках улиц оборудовали под пулеметные точки. Танкам оставили свободным проход в районе улиц Легощей и Чудинской. Сюда были переброшены все оставшиеся в запасе противотанковые мины, чтобы, когда отпадет необходимость в проходе, быстро его заминировать. На левом фланге оборонялись остатки 3-й танковой дивизии, в центре — 28-я танковая дивизия, а на правом фланге — 1-я горнострелковая бригада, которая прикрывала Ленинградское шоссе в сторону Колмово и Ленинградской слободки. Здесь же была сосредоточена большая часть артиллерии.
