После 22.30 штаб Горьковского корпусного района ПВО неожиданно получил от центрального поста ВНОС из Москвы тревожное сообщение о том, что большая группа бомбардировщиков противника пересекла линию фронта, прошла над Тулой и движется в северо-восточном направлении. После этого были введены в действие РЛС РУС-2с, операторы которых вскоре подтвердили, что со стороны Владимирской и Рязанской областей приближаются вражеские самолеты. В 23.56 по местному времени по приказу командующего корпусным районом ПВО генерала А. А. Осипова был подан сигнал «Воздушная тревога».

Городской сигнал «ВТ» был принят районами города на протяжении от одной до трех минут и продублирован электросиренами и гудками заводов в течение восьми минут. Однако отвыкшие от бомбежек и воя сирен руководители и работники ряда предприятий не смогли своевременно принять необходимые меры. Имели место нарушения светомаскировки. Так, в железнодорожном депо станции Горький-Сортировочная были демаскированы шесть окон, продолжительное время освещавшие территорию депо. Требования работников МПВО замаскировать окна начальником депо Трофимовым не были выполнены, в итоге пришлось просто отключить электроэнергию. На Борском стеклозаводе им. Горького после подачи сигнала «ВТ» явка медико-санитарной команды составила всего 4%, дегазационной – 17%, пожарной – 30%. В то же время зенитчики, прожектористы лихорадочно готовились к отражению налета. В небо плавно взмыли аэростаты заграждения.

В 00.10 посты ВНОС около Вязников и Кулебак стали наперебой докладывать о том, что над ними в сторону города идут большие группы бомбардировщиков. Теперь сомнений не было, самолеты держат курс на Горький. Зенитчик И. А. Левицкий вспоминал: «Была включена батарея СОН. Вскоре с нее доложили, что с запада приближается групповая цель, дальность больше 50км. Была объявлена „Готовность № 1“. Зенитчики были готовы к бою. Командир батареи СОН доложил, что цели движутся небольшими группами с интервалами в 10—15км на высоте пять-шесть тысяч метров».

Штаб корпусного района пребывал в напряжении. Все понимали, что предстоит нечто ужасное, чего город за два года войны еще не испытывал. Вскоре поступили донесения, что первые самолеты уже подходят к городу, и генерал Осипов приказал зенитно-артиллерийским полкам начать заградительный огонь. Первыми начали стрелять зенитки 742-го ЗенАП подполковника М. Ф. Евгенова, потом открыла огонь артиллерия всех секторов. Девятикилограммовые снаряды с жужжанием устремились вверх, и небо над городом озарилось разноцветными разрывами снарядов. Грохот от стрельбы сотен орудий сотряс улицы и кварталы.

Лев Павлович Мардарьев, живший тогда в Сормовском районе, вспоминал: «Метрах в ста от нашего дома стояла зенитная батарея. Грохот от стрельбы был такой, что весь дом ходил ходуном, словно при землетрясении».

Затем на крыши домов и бараков градом посыпались осколки. Зенитчица Пелагея Паршина рассказывала: «Первый же выстрел орудия меня оглушил, но нужно было во что бы то ни стало продолжать стрелять. При выстрелах пушка буквально подпрыгивала, сверху на нас сыпался град осколков разорвавшихся снарядов. Осколки были острые и раскаленные, многие потом получали ранения, у кого-то даже отрывало руки».