צוות התחקור קבע כי צה"ל נכשל במשימת ההגנה על מרחב גזרת כרם שלום. לצד זאת, נקבע כי כוחות הצבא הגנו ״בחירוף נפש״ על הקיבוץ לאורך היום ובלמו עשרות מחבלים. התחקיר קבע כי חברי כיתת הכוננות, הצוותים הרפואיים בקיבוץ וצוות החירום היישובי פעלו באומץ לב וחתרו למגע. פעילות כיתת הכוננות, בשילוב כוחות צה"ל, שיבשה את תוכנית האויב להרוג ולחטוף תושבים.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
התרעות פיקוד העורף