1-й эскадрон Доватора поскакал из леса… За село Толбухино, вниз к реке. В этот момент застрочили немецкие пулеметы.
Эскадрон немедленно рассеялся, всадники слетели с коней и попадали в снег. Атака не удалась.
Это разозлило генерала Доватора. Вместе с комполка майором Линником он поскакал по проселку на север по шоссе… Там находились головные части 20-й дивизии…
Эскадроны поскакали галопом. Но не успели они выехать из леса, как попали под мощный пулеметный огонь… Спешившие всадники из советского 22-го кавалерийского полка были прижаты к земле…
— Надо помочь им выбраться!.. — закричал генерал. Он вытащил из кобуры пистолет, передернул затвор и большими, похожими на прыжки шагами побежал к реке. Его адъютант, политрук штабного эскадрона, дежурный офицер и штабной охранник побежали за ним.
Менее 20 метров отделяло генерала от прижатых огнем противника на середине реки кавалеристов. Тут с правого конца села застрочил немецкий пулемет. Доватор остановился как вкопанный, точно чего-то внезапно испугался, затем тяжело опустился на наст… Адъютант подбежал к генералу. Но пулемет не смолкал. Немецкий ефрейтор не снимал пальца со спуска. Фонтанчики снега там, где падали пули, помогали солдату прицеливаться. Он сразил и адъютанта… Очередь зацепила также и полковника Тавлиева, рухнувшего рядом с командиром корпуса…
Политрук Карасев подбежал к Доватору и приподнял его. Но тут на снегу вновь заплясали фонтанчики, и пули настигли политрука. Мертвый, он повалился на лед.
Наконец двум лейтенантам удалось подползти к генералу. Под непрекращающимся пулеметным огнем они вытащили своего генерала…»
По мнению дочери Доватора Риты Львовны, «версий обстоятельств гибели отца от неожиданной, буквально расстрельной пулеметной очереди почти столько, сколько рассказчиков о ней. Самое странное, что не было очевидцев — они были убиты вместе с ним. Это случилось в разгар битвы за Москву, когда войска Западного фронта под командованием Г.К. Жукова севернее и южнее столицы развивали контрнаступление. Доклад Жукова Сталину о гибели Доватора лаконичен: «19 декабря 1941 года в районе деревни Палашкино (12 километров северо-западнее г. Руза), во время атаки, после проведенной личной рекогносцировки убиты командир 2-го гвардейского кавалерийского корпуса генерал-майор товарищ Доватор и командир 20-й кавалерийской дивизии подполковник Тавлиев. Во временное командование корпусом вступил командир 3-й гвардейской дивизии генерал-майор товарищ Плиев. Тела Доватора и Тавлиева направляются в Москву. Учитывая особые заслуги и большую личную храбрость, ходатайствуем о присвоении тов. Доватору посмертно звания Героя Советского Союза. 19 декабря 1941 г. Жуков, Булганин».