Разведка собрала сведения об обороне противника и его силах, и 16 ноября 1943 г. партизанские отряды со всех сторон повели наступление на город.
Это был самый тяжелый бой для соединения.
Гарнизон противника упорно оборонялся, используя дзоты и каменные дома. Партизаны проявили подлинный героизм, уничтожая опорные пункты.
Продвигаясь с противотанковым ружьем к центру города, бронебойщик Тимошенко увидел колонну автомашин. Один за другим прозвучали три выстрела, и одна автомашина загорелась. Трудно передать радость Тимошенко, когда он увидел, как от его пули взорвалась вторая автомашина, в которой были боеприпасы. Гитлеровцы обнаружили бронебойщика, прозвучала автоматная очередь. Тяжелое ранение заставило Тимошенко на несколько минут прекратить стрельбу. Несмотря на слабость от потери крови, боец нашел в себе силы, чтобы продолжать огонь по автомашинам и солдатам противника.
Такое же упорство в бою проявил молодой партизан Туровец. Огнем своего пулемета он подбил одну за другой несколько автомашин и расстрелял большую группу гитлеровцев, пытавшихся контратаковать его подразделение. Лишь на несколько секунд замолчал его пулемет, когда вражеская пуля сразила партизана.
Боец перестал стрелять только тогда, когда подобравшийся к нему санитар начал делать перевязку. Мужественно сражался и автоматчик Суховицкий. Он вел огонь по солдатам противника, пытавшимся прорваться из окруженного партизанами города. От его пуль пало несколько гитлеровцев, но вот в дисках кончились патроны, и партизан прекратил стрельбу. Обрадованные гитлеровцы закричали: «Рус, сдавайся».
— Партизаны не сдаются, — раздался в ответ громкий голос, и в сторону противника полетела граната. После ее взрыва уже не было попыток уговорить партизана сдаться, а те, кто уцелел, расползлись.
Двенадцатичасовой бой — и город Овруч полностью очищен от врага.
Торжественно прошел на следующий день митинг трудящихся, которые благодарили партизан за освобождение их родного города от оккупантов.
После передачи города частям Советской Армии Житомирское соединение двинулось на север и дважды занимало город Ельск, но каждый раз было вынуждено отходить из-за недостатка боеприпасов для отражения контратак противника.
Пополнив запасы боеприпасов, соединение передвинулось на запад и вышло к реке Горынь. Не раз бывали в этих местах партизаны, и немало жителей этих мест воевали в составе житомирских отрядов. Многие из них в качестве проводников оказали неоценимую услугу партизанам при переходе через леса, болота, реки — Горынь, Случь, Стырь и Стоход.