U napadima na Vukovar kao i na ostalim bojištima diljem Hrvatske, srpske paravojne snage i tzv. JNA koristili su doktrinu „udar sa distance a bitka u prostoru“, što je značilo taktiku dugotrajnih topničkih udara i zračnih napada, koji su bili koordinirani sa pješačko-tenkovskim pokušajima proboja u grad. Taktika se ogledala u tome da bi na smjeru napada grupirali desetke tenkova i oklopnih transportera te odgovarajući broj pješaštva, nakon čega bi uslijedio napad tih snaga koji bi bio usredotočen na jedan uski prostor obrane Vukovara (uz istovremenu topničku i zračnu potporu). Ova taktika napadača nije uspjela nanijeti ozbiljne gubitke braniteljima i civilnom stanovništvu, puno pogubniji su bili topnički i zračni udari, te u tom cilju Krizni štab Vukovara često upućuje apel stanovništvu da ne izlazi iz skloništa.
Raspored snaga u drugoj polovici rujna 91.g
U to vrijeme vukovarski Medicinski centar/ Vukovarska bolnica radi u podrumu, a rad pored iznimno loših medicinskih uvjeta dodatno je opterećivalo neprekidno povećavanje broja ranjenih branitelja i civila. Od nekadašnjih 950 zaposlenih, u Medicinskom centru je ostalo raditi samo 250 osoba. Uz maksimalne napore medicinskog osoblja, bolnica je uspijevala organizirati dovoženje i prihvat ranjenika, a u posve neprimjerenim uvjetima izvršen je veliki broj i najsloženijih operativnih zahvata. Do 25. kolovoza 1991. u bolnici su bili zbrinuti i neki pripadnici tzv. JNA, jednako tretirani kao svi drugi bolesnici i ranjenici. Zbog planiranih napadačkih aktivnosti na bolnicu, tzv. JNA izvlači svoje ranjene borce iz bolnice jer je bolnica za njih bila samo još jedna meta u gradu. Prvi napad na bolnicu dogodio se 25. kolovoza 1991., kada je gađan dio na kojem je istaknut znak crvenog križa.
U prvoj polovici rujna 1991. bolnica još raspolaže dovoljnim količinama krvi i sanitetskog materijala, po većim skloništima u gradu organizirana su stalna dežurstva medicinskih sestara, a za vrijeme najžešćih napada topništva i zrakoplova zdravstveni sustav je funkcionirao a hrana je dostavljana u bolnicu i u skloništa. Ovdje treba spomenuti veliki doprinos stanovnika sela Petrovci koji su riskirajući svoje živote nesebično pomagali Ratnu bolnicu Vukovar 1991. godine. Valja naglasiti da su Petrovci i njegovi stanovnici prvo naselje u vukovarskoj okolici koje se aktivno uključilo u snabdijevanje bolnice sa živežnim namirnicama, a prilikom primopredaje, vozači su preuzimali prijeko potrebne lijekove za mještane Petrovaca. Snabdijevanje je prestalo 01. listopada 1991.g. kada su slabo naoružani i brojčano preslabi branitelji Petrovaca posustali pred agresorom. Na tenkovima, u selo je ušla tzv. JNA potpomognuta četnicima, a dio stanovništva koji se do jučer pravio kako dijeli dobro i zlo s braniteljima sela, "presvukao" je uniforme i raširenih ruku dočekao "oslobodioce".
Tijekom rujna, listopada i studenog 1991.g Vukovarska stvarnost bila je sablasna, nestali su svi urbani oblici života, sve što se događalo u to vrijeme u Vukovaru događalo se u podrumu, a na površini vukovarskog tla ostali su samo branitelji, a tek povremeno i po potrebi kretali su se sanitet i opskrba.
Izuzetno jak napad na Vukovar započeo je 14. rujna 1991. godine. Srpski vojni i politički vrh bio je uvjeren da je to napad koji će dovesti do trenutnog pada Vukovara, što je u okolinu grada privuklo veliki broj beogradskih televizijskih i novinarskih ekipa koji su bili namamljeni mogućnošću ekskluzivnih izvješća i reportaža iz „oslobođenog“ Vukovara. U tom cilju odlučujuće bitke provedena je višeslojna opkoljenost grada Vukovara. U tom cilju koncentrirana je ogromna vojna i najjača vatrena moć na prvom sloju opsade, tako da se za napad oko uske linije obrane Vukovara (1803 hrvatska branitelja) koncentriralo više od 200 tenkova, oko 300 oklopnih transportera, sa preko nekoliko tisuća pješaka sa ogromnim potencijalom raznih drugih vrsta oružja.
Napad je započeo po već ustaljenoj taktici, najprije su zrakoplovi i topništvo satima grad zasipali bombama i granatama, nakon čega je otpočeo napad sa svih smjerova, u ovom napadu aktivirala se i okružena vojarna, a prvi put u borbu se snažno uključuje i četnička gradska četvrt Petrova gora. Konfiguracija terena uvjetovala je srpskim paravojnim snagama i tzv. JNA osnovne pravce napada i pokušaja proboja u grad, a u skladu s time i raspored glavnih snaga hrvatskih branitelja. Glavni pravci napada bili su usmjereni prema Sajmištu i Borovu Naselju.
Zbog toga su najveće borbe vođene u Borovu Naselju, na Trpinjskoj cesti i Sajmištu. Sa tenkovskih položaja između sela Negoslavci i Petrovaca (453. mehanizirana brigada uz jaku zrakoplovnu potporu) krenule su jake tenkovsko-pješačke snage prema Sajmištu (koje je branilo 450 branitelja) koje su se uspjele probiti kroz minsko polje do vojarne, koordinirano je krenuo i napad iz vojarne kao bi pomogao ovim snagama i povezao se sa njima, i uspjeli su se povezati sa četničkim gradskim naseljem Petrova gora. Istovremeno počeo je drugi napad (sa snagama 51. mehanizirane brigade i pridodanog 2. mehaniziranog bataljuna 1. proleterske gardijske mehanizirane brigade) koji je išao je na Borovo Naselje (kojeg je branilo 263 branitelja) u dva smjera - prvi smjer napada išao je kroz Trpinjsku cestu te zatim kroz Hercegovačku ulicu prema Slavonskoj ulici, a drugi smjer napada išao je kroz Trpinjsku cestu na kojoj je napad zaustavljen.
Groblje tenkova
Taj dan na Trpinjskoj cesti uništeno je 19 tenkova i jedan zrakoplov. U rano jutro 15. rujna osokoljeni uspješnim prodorom krenule su srpske paravojne snage i tzv. JNA u napad iz vojarne. Vodile su se šest ipo sati žestoke ulične borbe za svaku kuću i čišćenje ulica po Sajmištu, četnici i rezervisti su se povukli nazad u vojarnu, a dio snaga neprijatelja koji je provalio obranu i došao do Kuginog groblja povukao se u gradsku četvrt Petrovu Goru. Koordinirano sa borbama na Samištu napadač je krenuo u novi napad na Borovo Naselje, u napad su krenuli tenkovi po Trpinjskoj cesti gdje je skupina generala Blage Zadre uništila 3 tenka i 2 oklopna transportera, i uspješno su zaustavili napad.
Taj dan su novinar HTV-a Nedžad Haznadar i njegov snimatelj Dean Lukić načinili snimke tih tenkova koji su se još dimili i Trpinjska cesta je dobila naziv "groblje tenkova". 16. rujna 1991.g. nastavljeni su napadi tenkovima preko Trpinjske ceste cijeli dan u valovima. Samo u prvom naletu uništeno je 8 tenkova, a neprijateljski gubici u rezervistima i četnicima bili su strašni. Istovremeno sa borbama na Trpinjskoj cesti opet je pokušan prodor iz vojarne, ali nakon uništena 2 tenka i 1 transportera tzv. JNA se povukla nazad u Vukovarsku vojarnu. 17. rujna 1991. g. bio je prvi jači tenkovsko - pješački napad na „kukuruzni put“ i selo Bogdanovce (jedinu isturenu točku – van grada, obrane Vukovara) koji je odbijen.
Sljedećeg dana, kada je na snagu trebalo stupiti primirje, dvije velike kolone tenkova krenule su Trpinjskom cestom iz s. Trpinje, a drugi dio njih iz smjera s. Bršadina. Ovi drugi prodrli su na područje zvano „Trokut“ i izbili su na „Bobotski kanal“, na što su se branitelji morali povući (da ne ostanu u okruženju) sa silosa Đergaj koji je bio vrlo važan položaj. Četiri dana i četiri noći smjenjivali su se valovi totalnog napada na cijelu liniju obrane Vukovara. Srpska sredstva priopćavanja, 14., 15., 16. i 17. rujna 1991. učestalo ponavljaju vijest kako se svakog trenutka očekuje ulazak srpske vojske u "oslobođeni" Vukovar, odakle će se javiti njihovi reporteri.
Epilog ovih četverodnevnih žestokih borbi u Vukovaru bio je: 70 uništenih tenkova, oklopnih transportera i oklopnih vozila, jedan avion i oko 500 pješaka, dok je broj ranjenih nepoznat, zauzet je prostor od nekoliko ulica oko srpskog naselja/četvrti Petrova Gora, dok je ostali dio oko vojarne i dalje bio "ničija zemlja". Gubici branitelja Vukovara bili su 40 pripadnika Zbora narodne garde i 25 civila.
Nakon četiri dana, strahovit pritisak napadača postupno počinje jenjavati: sve se vraća u „uobičajenu kolotečinu“ – odnosno „uobičajeni ritam topničkih napada i nesinkroniziranih pokušaja proboja u grad“.