Командир корпуса в ответ сообщил командующему 51-й армией об отсутствии горючего в 85-й танковой бригаде. Н. И. Труфанов 2 декабря приказал «действие приказа по овладению Котельниково приостановить до особого распоряжения».
2 и 3 декабря части корпуса и 85-й танковой бригады пополнились горючим до одной заправки. По состоянию на вечер 2 декабря 85-я танковая бригада насчитывала в строю 3 КВ, 18 Т-34 и 18 Т-70. Штаб 51-й армии передал приказание: с утра 3 декабря приступить к выполнению приказа командующего армией от 1 декабря по овладению Котельниково.
Промедление это было поистине роковым. Командир 6-й танковой дивизии Эрхард Раус позднее вспоминал: «Я не мог понять, почему русские прекратили свое продвижение вперед, как только прибыли первые германские части, несмотря на то что имели приказ на овладение Котельниковым. Вместо того чтобы немедленно атаковать, пока они еще имели количественное преимущество, русские пассивно наблюдали за накоплением наших сил в городе»[311].
Наконец, 3 декабря 4-й кавалерийский корпус (без 61-й кавалерийской дивизии Я. Кулиева), усиленный 85-й танковой бригадой и гвардейским минометным дивизионом «катюш», выступил из занимаемого района. В 7 часов передовые части 81-й кавалерийской дивизии встретили упорное сопротивление в районе Похлебина, но отбросили противника и овладели селением. По немецким данным, потери атакующих составили шесть танков ценой полного уничтожения взвода новейших 75-мм противотанковых пушек. Немецкое донесение о произошедшем было лаконичным: «Танки противника прорвались в Похлебин с севера на юг и уничтожили находившуюся там 3-ю роту 114-го моторизованного полка». Также жертвой советской танковой атаки стали два противотанковых орудия. Немцы были вынуждены их бросить на позициях, сняв затворы и прицелы. Также из Похлебина удачным выстрелом подбили немецкую самоходку «Мардер» у Майоровского. Снаряд попал в закрепленную на самоходке противотанковую мину, которая с грохотом взорвалась и вывела боевую машину из строя. Кавалерийская дивизия со средствами усиления пересекла реку Аксай и двинулась на юг с целью выхода к Котельникову с тыла. Однако развить наступление в направлении Котельниково не удалось. На станции уже выгружались первые танковые роты танкового полка 6-й танковой дивизии. Контратака немецких танков во второй половине дня заставила кавалеристов Шапкина с наступлением темноты отойти к Похлебину.
Немцами за день было заявлено об уничтожении шести советских танков. Удивительно, но в данном случае данные сторон о потерях в точности совпали. Согласно оперсводке 85-й танковой бригады, потери за день 3 декабря составили шесть «тридцатьчетверок» (3 сгорели, 3 подбиты и эвакуированы). Оценив обстановку и опасаясь окружения 81-й дивизии в районе Похлебина, командир 4-го кавалерийского корпуса Т. Т. Шапкин просил командующего 51-й армией об отводе корпуса. Командующий 51-й армией приказал: «Выполнять ранее поставленную задачу, овладев до рассвета Майорский, Захаров, Семичный. Начало наступления — 7.00 4.12.42».