שלב א׳: תחילת מתקפת האויב על הקיבוץ (משעה 06:29 עד 06:56)
בשעה 06:34, בעקבות התרעות ׳צבע אדום׳, הוקפץ כוח ההגנה היישובית מסיירת נח"ל. לקראת השעה 06:40, רכבי חפ"ק מפקד הגזרה הגדודית, חפ"ק מפקד הגזרה הפלוגתית וחפ"ק מפקד פלוגת העתודה עשו את דרכם לקיבוץ "כרם שלום", במטרה להגן על הקיבוץ. בשעה 06:42 התקבל דיווח ראשון על מחבלים המתקרבים לגדר הגבול הסמוכה לקיבוץ. בעקבות כך, התקדם טנק אל עמדה שולטת ממזרח לקיבוץ והחל בירי לעבר המחבלים. מספר דקות לאחר מכן הוקפצה כיתת הכוננות של הקיבוץ.

בשעה 06:46, תצפיתניות וכוחות הגדוד הגזרתי זיהו כ-20 מחבלים סמוך לקיבוץ והוכרזה פקודת חדירה וודאית לקיבוץ. בשלב זה, שלושת רכבי החפ"ק החלו לסייר בתוך הקיבוץ ובסביבתו, על מנת לגבש תמונת מצב ולאתר מחבלים. באותה העת, הורה מפקד הגזרה הגדודית לשני החפ"קים הפלוגתיים להגן על הקיבוץ יחד עם כיתת הכוננות וכוח הגנת היישובים, שהיה מוצב בקיבוץ באופן קבוע. בשעה 06:56 יצא מפקד הגזרה הגדודית לסייע לפלוגת ׳סופה׳, שם נפל חלל.

 שלב ב׳: גל ההתקפה הראשון על הקיבוץ (משעה 06:56 עד השעה 09:33)
בשעה 07:00 החל הקרב הראשון על הקיבוץ. הוא נמשך כחצי שעה וכלל שלושה מוקדי לחימה. ההיתקלות הראשונה הייתה היתקלות כוח החפ"ק של פלוגת 'כרם שלום' ממערב לקיבוץ. הכוח נתקל בעשרות מחבלים שנעו על ציר היקפי, ובמקום התפתחו חילופי אש במהלכם נפגע ונהרג אחד מהלוחמים ונפצעו מפקד ונהג החפ"ק.

כמה דקות לאחר מכן, נתקלו רבש"ץ הקיבוץ, כוח ההגנה היישובי וחפ"ק פלוגת עתודה במחבלים שניסו לחדור לדרום-מערב הקיבוץ. במקום התפתחו חילופי אש,במהלכם נפצעו מפקד החפ"ק ולוחם נוסף. הכוח הצליח לחסל מחבלים ולהדוף את התקפת המחבלים במוקד זה.

בשלב זה, מפקד גזרת פלוגת 'כרם שלום' ניהל חילופי אש מול מחבלים רבים והזעיק את חפ"'ק העתודה על מנת לסייע לו. חפ"ק העתודה חילץ את לוחמי חפ"ק פלוגת 'כרם שלום', לאחר שסיים את הקרב בעמדה הדרום מערבית של הקיבוץ, ובשעה 07:34 עשה את דרכו למחנה 'אמיתי' לצורך הבאת תגבורת ותחמושת, במטרה לחזור ללחימה בקיבוץ.

במקביל לקרבות שניהלו לוחמי הנח"ל, החלו מחבלים לחדור אל הקיבוץ דרך פרצה שיצרו בחומה ההיקפית של הקיבוץ, וירו לעבר בתי התושבים. בתוך זמן קצר,החלו חילופי אש בינם לבין חברי כיתת הכוננות שהגיעו למקום. הקרב הסתיים בשעה 07:30 לאחר חיסולם של שבעה מחבלים.
בשעה 08:30 הגיעו מספר מחבלים למרחב שבין שער הקיבוץ לעמדה הדרומית. הלוחמים ירו לעברם וחיסלו אותם. 

בעקבות הדיווח על הגעת המחבלים, תוגברה העמדה בשני לוחמים נוספים. לאחר מכן, במשך כשעה, לא נערכה לחימה עצימה בקיבוץ, והכוחות ביצעו סריקות בקיבוץ ונפרסו במרחב. בשלב זה, בשני מקרים נוספים הבחינו לוחמי סיירתהנח"ל במחבלים בסמוך לקיבוץ וירו לעברם, אך לא התפתח קרב.

שלב ג׳: גל ההתקפה השני על הקיבוץ והמשך הלחימה בו (משעה 09:33 עד 11:30)
בשעה 09:33 לערך, הוזעק כוח כיתת הכוננות למזרח הקיבוץ, בעקבות זיהוי מחבלים באזור החווה הסולארית. הכוח נפרס מול החווה הסולארית והחלו חילופי אש, במהלכם חוסלו מספר מחבלים מבעד לגדרות הקיבוץ. במקביל, נעו מספר מחבלים דרך החווה הסולארית אל שער הקיבוץ. הלוחמים שהיו בעמדה ירו לעברם.

בשעה 10:10, כלי טיס של חיל האוויר הגיע אל הקיבוץ והחל לתקוף עשרות מחבלים במרחב ה"לולים" שממזרח לקיבוץ, החווה הסולארית ולאורך הציר המוביל אל גדר המערכת. התקיפות עצרו את מתקפת המחבלים על מזרח הקיבוץ וגרמו להם לסגת.

בשעה 10:25 הוזעקו חברי כיתת הכוננות אל בית משפחה בצפון-מערב הקיבוץ, בעקבות דיווח על שמיעת קולות בערבית באיזור הבית. לאחר מספר דקות, התברר כי המחבלים נמצאים בתוך הבית, כאשר המשפחה נצורה בממ"ד. המחבלים פוצצו את דלת הממ"ד וכתוצאה מכך נפצע אב המשפחה באורח קשה.

במקביל לכך, מחבלים שהיו מחוץ לקיבוץ, החלו לירות לעבר חברי כיתת הכוננות שהיו בסמוך לבית. בשלב זה, התפתחו חילופי אש בין חברי כיתת הכוננות לבין שני המחבלים שהיו בבית המשפחה ולמחבלים שהיו מחוץ לקיבוץ. במהלך חילופי האש נפגעו ונהרגו שני חברי כיתת הכוננות. כיתת הכוננות חיסלה את שני המחבלים שהתבצרו בבית וחילצה את בני המשפחה.

לאחר חילוץ המשפחה, נמשכו חילופי האש בין חברי כיתת הכוננות וחיילי הגנת היישוב מסיירת נח"ל, לבין המחבלים שהיו מחוץ לקיבוץ. הכוחות בלמו את חדירת המחבלים לקיבוץ. במהלך הקרב, נפצע קשה חבר כיתת כוננות בעקבות פיצוץ במרחב.

בשעה 11:15, חוליה של שישה מחבלים זוהתה על ידי תצפיתניות בסמוך לגדר הקיבוץ בפינה הצפונית-מערבית. למקום הכוונו שני כלי טיס, אשר חיסלו מספר מחבלים וגרמו לשאר המחבלים לסגת. עד השעה 11:30 לערך נמשכו חילופי האש עם מחבלים מחוץ לחומת הקיבוץ, כאשר במקביל, עסקה כיתת הכוננות בחילוץ הפצועים שטופלו על ידי חובשים, בני הקיבוץ ורופא שהתארח בו. 

שלב ד׳: הגעת כוחות נוספים לקיבוץ, טיהורו ופינוי התושבים (משעה 11:30 עד שעות הלילה המוקדמות ב-8 באוקטובר)
בשעה 11:34 לערך, הגיע אל שער הקיבוץ טנק והחל ל'פטרל' סביבו. כחצי שעה לאחר מכן, הטנק חבר אל כיתת הכוננות ונכנס לקיבוץ. בשעה 13:20 לערך, בוצעה חבירה בין מפקד חטיבת פארן לבין רבש"ץ הקיבוץ וכוח התגבור מגדוד 450. כרבע שעה לאחר מכן, נפרס בקיבוץ גדוד 450 שהגיע לתגבור וטיהר את הקיבוץ.

בשעה 14:10 לערך, נורה מטח של ארבעה פצמ"רים אל עבר הקיבוץ, ממנו נפל לוחם מגדוד 450 ונפצעו שניים נוספים. מספר דקות לאחר מכן זוהה מחבל שניסה לחדור ממערב לקיבוץ. כוח סיירת נח"ל ירה לעברו ולאחר מכן הטנק ניטרל אותו. פינוי התושבים מן הקיבוץ נערך בלילה שבין ה-7 ל-8 באוקטובר.

בשבוע שלאחר מכן נערכו מספר היתקלויות נוספות במרחב הקרוב מסקנות התחקיר קובע:
צה"ל כשל בהגנה על מרחב גזרת 'כרם שלום' והתושבים ששהו בו. תפקוד המסגרות הצבאיות בגזרה – אוגדת עזה הוכרעה למשך מספר שעות, במקביל מערכת הפיקוד ושליטה הגזרתית קרסה בעקבות נפילת מפקד חטיבה דרומית. עקב כך, פעילות מפקדת החטיבה הדרומית ומפקדת הגדוד השתבשה ואינה פעלה כראוי בשעות הראשונות למתקפה.

פיקוד ושליטה – בשעות הבוקר המוקדמות נפגעה שרשרת הפיקוד מרמת המחלקה ועד החטיבה הדרומית, מה שהוביל לקושי רב בהוצאת התקפות הנגד במרחב ולחוסר תיאום בהגנה על היישובים, לרבות כרם שלום.

רוחב המתקפה – מתקפת האויב בוצעה לכל רוחב גזרת אוגדת עזה, כאשר בגזרת כרם שלום לבדה חדר האויב דרך 11 פרצות בגדר; עובדה זו הקשתה על הכוחות להגיע ולהגן על היישובים. ההתקפה הקשה על מחנה 'אמיתי', שהחלה במקביל להתקפה על הקיבוץ, מנעה מפלוגת כרם שלום ומפלוגת העתודה לצאת להגנה על היישובים.

התנהלות הכוחות:
כוחות סיירת נח"ל ובכללם כוח הטנקים, התצפיתניות, מפקדי החמ"ל הגדודי, חברי כיתת הכוננות של הקיבוץ, יחד עם חיל האוויר פעלו לאורך היום בגבורה, אומץ לב ומקצועיות מול גלי התקפה של מחבלים. חוליית הפיקוד של סמ"פ 'כרם שלום' וחוליית הפיקוד של סמ"פ העתודה הדפו את התקפת המחבלים המרכזית בדרום-מערב הקיבוץ בגל הראשון. לוחמי חוליות אלו לחמו באומץ לב, חתרו למגע וחלקם נהרגו ונפצעו בהגנה על הקיבוץ.

ניהול הסד"כ:
החלטת סמג"ד 934 לרכז מאמץ וכוחות עתודה בהגנה על כרם שלום עיכבה את התקפת האויב על הקיבוץ וצמצמה את כמות המחבלים שחדרו בגל הראשון. פיצול הקשב המבצעי – מתקפת האויב על מחנה "אמיתי", שהחלה במקביל להתקפה על הקיבוץ, מנעה מפלוגת "כרם שלום" ומפלוגת העתודה לצאת להגנה על היישובים.

פעילות חיל האוויר – פעולות חיל האוויר, בדגש על מערך מסוקי הקרב, פגעו במחבלים רבים סביב הקיבוץ ובדרכי הגישה אליו, ובכך הפחיתו באופן משמעותי את הפגיעה בקיבוץ. עם זאת, סד"כ חיל האויר היה חסר ביחס להיקף ההתקפה. צוות החירום היישובי – צוות החירום היישובי פעל בצורה אפקטיבית, סייע בפינוי פצועים וטיפולם, העביר הודעות על חללים וסייע בפינוי תושבי הקיבוץ. עם זאת, התחקיר מעלה כי היה על הצוות ליידע בזמן אמת את תושבי הקיבוץ על הימצאותם של המחבלים בו.

צוות התחקור ציין לחיוב את החלטת הסמג"ד לרכז מאמץ וכוחות עתודה בהגנה על קיבוץ כרם שלום, החלטה זו היא שעיכבה את התקפת האויב על הקיבוץ וצמצמה את מספר המחבלים שחדרו בגל הראשון. צוות התחקור ציין לשבח את פעילותם של הרבש"ץ, חברי כיתת הכוננות ולוחמי כוח הגנת היישוב מגדוד 934.

אלו פעלו באומץ לב, חתרו למגע, פגעו באויב והדפו פעם אחר פעם גלי מחבלים. פעולתם מנעה פגיעה חמורה יותר ושיבשה את כוונת המחבלים לפגוע ולחטוף חברי קיבוץ פעולות חברי כיתת הכוננות באותו היום מהוות דוגמה ומופת להגנה על יישוב. צוות התחקור ציין שפעולות החובשים והרופא בקיבוץ תחת אש ראויה לשבח והביאה להצלת חיי אדם.