Особенно тяжелая обстановка в полосе обороны армии создалась в середине и во второй половине сентября 1941 года. Командование противника в стремлении быстрее овладеть Ленинградом направило в стык 42-й и 8-й армий пять пехотных, две танковые и одну моторизованную дивизии 38-го армейского и 41-го моторизованного корпусов. Они прорвались в Красногвардейский укрепленный район, нанесли поражение нашим дивизиям народного ополчения и захватили Красногвардейск (Гатчину), Красное Село, а затем Константиновку, Русское и финское Койрово. Возникла реальная угроза прорыва противника через Урицк и Лигово в Ленинград.
Утром 15 сентября вражеские части возобновили наступление в полосе соседней 42-й армии и оттеснили ее войска к южной окраине Урицка. В сложившейся обстановке командующий фронтом приказал подготовить контрудар по растянувшемуся левому флангу ударной группировки противника. В тот же день командующему 8-й армией была поставлена задача: 5-ю бригаду морской пехоты отвести на заранее подготовленный рубеж по реке Коваши, а 191-ю и 281-ю стрелковые дивизии и 2-ю дивизию народного ополчения сосредоточить на левом фланге армии, быстро подготовить и нанести контрудар по противнику на красносельском направлении.
Поскольку обстановка крайне ухудшилась, командование фронта было вынуждено из своего резерва срочно ввести в сражение 10-ю стрелковую дивизию генерал-майора И. И. Фадеева. Эта дивизия после эвакуации из Таллина была пополнена личным составом, главным образом моряками и ленинградцами. Перед сражением дивизия была усилена полком народного ополчения, батальоном танков и истребительно-противотанковым дивизионом. По приказу командующего фронтом дивизию вводили в сражение заместитель начальника штаба фронта генерал-майор А. С. Цветков и начальник штаба 42-й армии генерал-майор Г. А. Ларионов. После начала сражения эту дивизию предполагалось включить в 42-ю армию.
Дивизия выдвинулась в район юго-восточнее поселка Володарский, имея справа 11-ю стрелковую дивизию 8-й армии, слева - остатки 3-й гвардейской и 5-й дивизий народного ополчения и 1-ю бригаду морской пехоты 42-й армии. Перейдя с утра 14 сентября в наступление, 10-я дивизия сперва достигла успеха и продвинулась на 3 — 4 км, но потом была остановлена сильным огнем противника, который начал теснить боевые порядки дивизии и отбросил их с большими потерями к Стрельне.
Отход 10-й стрелковой дивизии привел к тяжелым последствиям. 16 сентября противник вышел к Финскому заливу на фронте шириной 4 - 5 км и 8-я армия оказалась отрезанной от остальных войск фронта. С утра 17 сентября 10-я стрелковая дивизия была включена в состав 8-й армии. Последующие попытки дивизии восстановить положение оказались безрезультатными, хотя в ней находились командующий и член Военного совета армии. Вместо И. И. Фадеева командиром 10-й стрелковой дивизии был назначен генерал-майор М. П. Духанов. Погибшего в бою комиссара дивизии полкового комиссара А. Л. Колесова заменил дивизионный комиссар В. В. Сосновиков. Дивизия заняла оборону на рубеже Разбегай — Танскино — Стрельна.
Командование армии, командиры соединений, штабы, политорганы в сложных условиях боевой обстановки готовили войска к выполнению поставленной задачи по нанесению контрудара. Из тыловых частей и подразделений в войска первой линии направлялись бойцы и командиры, способные держать оружие, этого, например, численность 118-й стрелковой дивизии ведена до 3000 человек. По согласованию с командованием Краснознаменного Балтийского флота бригады морской и некоторые части стрелковых соединений были пополнены за счет подразделений береговой обороны флота.
Накануне наступления командарм с группой офицеров провел рекогносцировку. В ней принял участие представитель штаба фронта генерал-майор П. И. Кокорев. Он несколько дней находился в 8-й армии и обстоятельно разобрался в обстановке. Было совершенно ясно, что в сложившихся условиях восстановить прежнее положение не представлялось возможным, но вынудить противника отвлечь три-четыре дивизии от непосредственного удара по Ленинграду — задача хотя и трудная, но выполнимая. Поэтому принимались все меры к тому, чтобы получше подготовить соединения к наступлению. В течение ночи на 19 сентября командующий армией В. И. Щербаков и член Военного совета армии И. Ф. Чухнов побывали в ряде соединений, проверили их готовность к боевым действиям, мобилизуя воинов на выполнение задач, поставленных 8-й армии Военным советом фронта. Первая из них сводилась к тому, чтобы отвлечь на себя как можно больше сил противника. Вторая — удержать занимаемый плацдарм, не дать противнику возможности сбросить советские войска в Финский залив. Ораниенбаумский плацдарм приобретал исключительно важное значение в общей системе обороны Ленинграда и Кронштадта. Перед наступлением во 2-й дивизии народного ополчения побывала делегация трудящихся Московского района Ленинграда. Встречаясь с бойцами, ленинградцы призывали их не пропустить врага в родной город.
Утром 19 сентября после довольно слабой артподготовки 11, 10, 118-я стрелковые дивизии и 2-я дивизия народного ополчения перешли в наступление в общем направлении на Красное Село. По приказу командования воинов в бой вели лично командиры и комиссары соединений и частей. Многие из них гибли. Конечно, терять опытные руководящие кадры было тяжело, но крайне угрожающая обстановка, создавшаяся у стен Ленинграда, вынуждала идти на это. Обстановка была крайне опасной, о чем говорит, в частности, такой факт: в конце дня 17 сентября районные тройки, возглавляемые первыми секретарями райкомов партии, получили взрывчатку для уничтожения важнейших объектов, если крупные силы противника ворвутся в Ленинград,
Противник упорно сопротивлялся и наносил по нашим войскам удары авиацией, непрерывно контратаковали его пехота и танки. Утром 20 сентября силами четырех дивизий, в том числе одной свежей, после мощной артиллерийской и авиационной подготовки противник перешел в наступление, рассчитывая окончательно разгромить левофланговые войска 8-й армии и на их плечах ворваться в Ораниенбаум. Прорвав оборону наших войск на участке Разбегай, Горбунки, противник к исходу 20 сентября овладел деревнями Разбегай, Велигонт, Узигонт, Владимирове, Новополье. В течение следующего дня при активной поддержке своей авиации он развивал наступление. Силы наших войск таяли. Так, в 10-й стрелковой дивизии осталось лишь 437 человек. В 1-м полку 2-й дивизии народного ополчения осталось 124 человека, а 2-й и 3-й полки ввиду крайней малочисленности были слиты в один.
Главный удар противник наносил на Сашино, Петергоф, то есть в стык наших 10-й и 11-й стрелковых дивизий. Авиация противника подвергла ожесточенной бомбардировке позиции 10-й и 11-й стрелковых дивизий, 78-го и 79-го Петергофских истребительных батальонов, окрестности Петергофа, Ораниенбаума и корабли, стоявшие на рейде у стен Кронштадта.
Однако враг просчитался. Он не добился поставленной цели, хотя ему и удалось захватить Сашинские высоты. Войска 8-й армии остановили противника на западной окраине Нового Петергофа, а также в районе Томузи и Петровское. Этот рубеж и окончательно стал восточной границей Приморского плацдарма. Таким образом, хотя контрудар 8-й армии не привел к восстановлению фронта обороны, однако, как пишет Г. К. Жуков, он вынудил немецко-фашистское командование перегруппировать часть сил с самого опасного для нас направления Урицк, Ленинград на петергофское направление.
Основные бои последней декады сентября развернулись за Новый Петергоф. Упорные уличные бои велись здесь частями 10-й стрелковой дивизии, а также остатками 1-й бригады морской пехоты. Отважно сражались с врагом бойцы и командиры 76-го латышского стрелкового полка. В одном из боев пал смертью храбрых командир этого полка Фрицис Пуце, сражавшийся с фашистами еще в Испании.
С утра 22 сентября ожесточенные бои развернулись в самом Петергофе. Обескровленные 98-й и 62-й стрелковые полки 10-й стрелковой дивизии вели упорные бои за удержание Большого дворца, 204-й стрелковый полк и подразделения 1-й бригады морской пехоты — за Нижний парк. Невозможно перечислить примеры мужественных действий советских воинов в борьбе с врагом. Бесстрашно действовали все — от рядового до командиров батальонов и полков. Рядовой саперного взвода 10-й стрелковой дивизии, ленинградский ополченец, известный ненецкий писатель и основатель ненецкой письменности и литературы А. П. Пырерко штыком заколол двух фашистов, но и сам пал смертью храбрых.
23 сентября наши части оставили Петергоф и заняли для обороны рубеж, проходивший вдоль Английских прудов и Троицкого ручья до Финского залива. Пруды и глубокий овраг являлись естественным препятствием для вражеских танков. Части 10-й стрелковой дивизии сразу же приступили к оборонительным работам: в срочном порядке отрывались траншеи, устанавливались минные поля и проволочные заграждения. Командиром дивизии был назначен полковник И. Д. Романцов.