Přístupy k Sokolovu bránil v první linii sovětský 78. gardový střelecký pluk, který bojoval s obrovskou přesilou Němců. A tak se mohli čs. vojáci dobře připravit na blížící se útok a provádět opevňovací práce. Problémem bylo, že řeka Mža byla zamrzlá, a proto nebylo těžké, aby se přes ni dostaly německé tanky. Velitel praporu Ludvík Svoboda tedy rozhodl, že se jedna rota přesune před řeku Mžu, kde zaujme ve vesnici Sokolovo vysunuté obranné postavení. K tomuto úkolu se přihlásil velitel první roty, nadporučík Otakar Jaroš. Vesnice byla dobře opevněna, k posílení obrany byly Jarošovi přiděleny dva sovětské protitankové kanóny. Dalšími podpůrnými prostředky bylo těžké dělostřelectvo a raketomety, umístěné za řekou Mža, a deset sovětských tanků T-34, které sloužily jako záloha k protiútoku. Od 6. března čs. průzkumné oddíly několikrát narazily na Němce, byla to předzvěst rozhodujícího útoku.

Průběh bitvy
Dne 8. března 1943 okolo půl 2 hodiny odpoledne zaútočilo 14 německých tanků na Sokolovo. Palbou sovětských děl a raketometů byl však postup zastaven a tanky se obrátily na ústup. Před vesnicí zůstaly stát tři hořící tanky, což se však ukázalo jako lest, protože minimálně jeden z nich byl nepoškozený a vycházel z něj pouze dým z dýmovnice. Německá posádka tak zjistila postavení československých a sovětských zbraní a při druhém útoku, který začal o dvě hodiny později, již měli Němci výhodu. Podařilo se jim zneškodnit jedno ze dvou protitankových děl a těžký kulomet.
Rozhořel se krutý boj, při kterém se však čs. vojáci neustoupili postupujícím tankům a snažili se je ničit protitankovými puškami a protitankovými granáty. Jelikož protitankové pušky neměly účinnost probít čelní pancíře německých tanků, stříleli do pásů nebo z boku či zezadu pod věž a do prostoru motoru.

Čs. vojáci odrazili několik útoků pěchoty, ale německá přesila byla veliká. Kolem páté hodiny odpolední vojáci zaujali kruhovou obranu kolem sokolovského kostela. Ludvík Svoboda se rozhodl, že vyšle do protiútoku sovětské tanky. Pod prvním z nich se při přejezdu přes řeku probořil led, takže v podpoře nebylo možné pokračovat. Tato skutečnost, křehkost ledu, však byla dobrou zprávou pro bránící se československá a sovětská vojska – bylo jasné, že německá tanková vojska již nemohou překročit řeku. Svoboda tedy kolem sedmé hodiny nařídil, aby se vojáci bojující v Sokolovu stáhli za řeku. V důsledku minometného ostřelování však bylo přerušeno telefonní vedení, byla totiž zničena i radiostanice.

Rozkaz k ústupu se do Sokolova nedostal. Stejně tak se tam nepodařilo proniknout spojkám, které byly německými vojáky zlikvidovány. A tak u sokolovského kostela pokračoval hrdinný boj, ve kterém čs. vojáci dokazovali své kvality i svoji statečnost. Např. vojín Černý nejprve zlikvidoval granátem jeden německý tank, poté vhodil další protitankový granát dovnitř obrněného vozidla, kde zlikvidoval dalších dvacet německých vojáků. Padl i velitel obrany Sokolova, nadporučík Otakar Jaroš, který dostal zásah v okamžiku, kdy se chystal hodit na německý tank protitankový granát. Jiné zprávy hovoří o tom, že byl zraněný a přejel ho německý transportér.

Po setmění prudké boje ustaly, ústup čs. vojáků ze Sokolova probíhal celou noc. Čechoslováci tak splnili svůj bojový úkol, který zněl: „nepustit Němce přes řeku Mžu.“
 

Po Sokolovu
Boje ještě pokračovaly 9. března, kdy dvě čs. roty podnikly protiútok na Sokolovo, při němž Němci utrpěli další ztráty. Dne 11. března zachytili čs. radisté německou zprávu, díky které byl odhalen německý protiútok. Sovětské dělostřelectvo zahájilo do místa soustředění Němců palbu a útočící jednotky rozprášilo. Po opětném dobytí Charkova německými vojsky dne 15. března 1943 hrozilo 1. čs. samostatnému praporu obklíčení, a tak se vydal na taktický ústup.

Tragicky skončil osud čs. zraněných a zajatých vojáků. Čeští vojáci totiž věděli, že jako občané protektorátu mohou být za údajnou „vlastizradu“ popraveni, a tak se do zajetí dostávali v drtivé většině jen z důvodu zranění či bezvědomí. Těžce ranění Čechoslováci, kteří byli hospitalizováni v nemocnici v Charkově, byli po obsazení města Němci nemilosrdně postříleni. Z dvaceti zajatých jich pět Němci odvezli do protektorátu k propagandistickým účelům. S výjimkou jednoho, který zmizel v německých táborech, se zbylí čtyři aktéři Frankovy propagandistické akce dožili konce války. Všichni byli zatčeni, degradováni, byli jim odebrány řády a byli odsouzeni za vojenskou zradu k mnohaletým trestům. Osudy dalších byly různé, vojáci židovského původu byli většinou stříleni či skončili v koncentračních táborech. Několik zajatých od Sokolova zemřelo v německých táborech, někteří zmizeli beze stopy.