所谓没有不透风的墙。９ 月９ 日，德军的撤退命令传到了彼得罗夫那里。但苏联侦察机却没有发现德军的实际撤退迹象。以此判断，德军一线部队还坚守着原有阵地。
３、登陆与强攻
无论如何，彼得罗夫不打算拖延进攻。１９４３
苏联士兵爬上了码头。首先上陆的是海军陆战队独立第３９３ 营。２０ 分钟内送上了８００ 人和１０ 门迫击炮以及１９ 挺重机枪。时间为１０ 日凌晨３ 时许。
大股苏军的登陆比较不顺。有些登陆点水太浅，舰船无法靠岸，登陆兵只好该乘汽艇；搭载的船只一部被击沉，大部被击伤。
几乎与登陆同时，第１８ 集团军的两个陆上集群也由新罗西斯克市以东及以南发起冲击。猛攻一番后，虽然在个别地段切入德军防线３００—４００ 米，却被一些坚固的堡垒阻止。
德军乘机派出援兵全力对付登陆部队。德第１０１ 歼击师的２ 个步兵团被调来实施反击。港口方向的力量天平迅速倒向德国一方。经过血战洗礼的苏海军陆军队第２５５ 旅弹药耗尽，只得在夜间逃入陆上西部集群阵地。但仍有大量红军士兵死守在登陆场内。
新罗西斯克之战打得如此之惨，彼得罗夫也无法放弃，只能坚持到底。他派来ＳＵ—１５２ 重自行火炮敲碎德军堡垒，增派了第５５ 近卫步兵师和第５ 近卫坦克旅（拥有ＫＶ 重坦克）。一些新登陆兵也投入了战斗。
复杂地形上的战斗残酷而艰苦。为让坦克通过一条６ 米深的鸿沟，苏联工兵冒着附近山头射来的弹雨，搬来石头搭桥。这桥用了一天才建成，付出的代价估计也不轻微。但坦克投入战斗还是帮了前线士兵大忙。毕竟用步兵和无装甲的大炮对付不断喷射火焰的砖石建筑，付出的代价太沉重了。
形势开始对德国人不利。其部队经过连日激战，损失也颇大。第７３ 步兵师第１８６ 团缩编为１ 个营，第１７０ 步兵团损失２０％；第１０１ 歼击师第２２８ 团损失４０％，第１６、１８ 港口勤务队几乎被全歼。鉴于阻击任务基本完成，德军于９ 月１５ 日撤出了新罗西斯克。
在一个阴雨连绵的黄昏，新罗西斯克市被夺回的消息传到了苏联人那里。９ 月１６ 日近１０ 时，苏军完成对新罗西斯克市和港口内残敌的肃清。红旗飘扬在车站吊车的顶尖。