Немцы еще надеялись осуществить план операции и атаковать советские порты в Карском море, предстояло только выбрать цель — Амдерма или Диксон. На выбор повлияло то, что именно с Диксоном вел радиообмен гибнущий «Александр Сибиряков». Диксон был сочтен центром радиообмена, который передавал сообщения в другие порты, и поэтому немцы предположили, что там находится штаб, координирующий навигацию по Северному морскому пути. На «Шеере» решили идти туда и напасть. «Капитан 1 ранга Меендсен-Болькен довольно быстро понял, что операции грозит бесславный провал: крейсер обнаружен прежде, чем он успел напасть на караван противника, и все, что он сумел, — это потопить один-единственный ледокольный пароход, — замечает Каневский. — Не оставалось ничего иного, как атаковать Диксон: быть может, это в какой-то мере поможет „реабилитироваться“ в глазах командования. Атаковать порт, высадить там десант, разрушить до основания радиоцентр, метеостанцию, уничтожить штаб морских операций, перебить население поселка…». К тому же крайне важно захватить метеостанцию и добыть информацию о погоде и ледовой обстановке, которую не удалось получить, атаковав «Александра Сибирякова».

На Диксоне были три береговые батареи: № 226 с двумя 130-миллиметровыми орудиями, № 246 с двумя 45-миллиметровыми зенитными орудиями и № 569 с двумя тяжелыми 152-миллиметровыми орудиями 1910 года выпуска. Однако активность подводных лодок на подступах к Белушьей Губе в какой-то момент ввела в заблуждение даже командующего Северным флотом, который приказал перевести эти батареи туда. Вспомогательный военный корабль СКР-19 («Семён Дежнёв») прибыл на Диксон, чтобы перевезти орудия, боеприпасы, орудийные расчеты на Новую Землю. Почти все пушки уже погрузили на «Дежнёва», но тут пришли тревожные сообщения с «Сибирякова», а потом он пропал из эфира.

В порту Диксон осознали опасность и собрали две группы местного ополчения под командованием главного инженера «Диксонстроя» А. И. Мережкова. Комиссаром отрядов назначили начальника Диксонского политотдела С. А. Шатова, начальником штаба — инженера «Диксонстроя» П. И. Ивушкина. Секретные докумен ты Севморпути вынесли за пределы порта и спрятали. По рассказу Каневского, «двум сотрудникам штаба было поручено унести эти документы в глубь берега, оберегать их и уничтожить в момент крайней опасности — если с крейсера будет высажен десант. Сгибаясь под тяжестью мешков с секретной документацией, под взрывы падающих вокруг немецких снарядов перебегали от дома к дому, уходя все дальше в тундру, гидролог М. М. Сомов и синоптик В. В. Фролов… Михаил Михайлович Сомов, один из самых талантливых полярных гидрологов, начал плавать и летать в Арктике еще до войны. А после войны он возглавил коллектив второй в истории советской дрейфующей станции „Северный полюс“. Доктор географических наук Герой Советского Союза М. М. Сомов руководил Первой советской антарктической экспедицией, дважды плавал к берегам ледяного континента. Но, пожалуй, больше всего врезались ему в память те недолгие часы 27 августа 1942 года, когда он, рискуя жизнью, готовился спасти несколько толстых связок бумаг — результаты обычных ежедневных наблюдений за погодой и льдами, которые вели его коллеги и он сам». Эвакуировали из порта в глубь острова также женщин и детей.

Лейтенант Николай Корняков, командир батареи № 569, не дожидаясь приказов вышестоящего начальства, распорядился выгрузить с баржи обратно на пирс снаряды для его 152-миллиметровых орудий, которые еще оставались на причале. Орудийные расчеты составили из местных добровольцев.

27 августа в 1:05 дозорный заметил движущийся вдоль берега рейдер и поднял тревогу. Два ополченца (одним из них был начальник аэропорта Н. Ф. Колло), вооруженные всего лишь ручным пулеметом и винтовкой с небольшим запасом патронов, приготовились стрелять по возможному десанту. Однако немцы знали, что в этой части острова должна быть береговая батарея, поэтому предпочли идти в атаку сразу на порт.

Менее чем через полчаса «Адмирал Шеер» достиг бухты Хаймен и вскоре оказался на расстоянии примерно 5 миль от порта. В вахтенном журнале «Семёна Дежнёва» появилась запись: «27 августа 1942 года, 01.25. Сыграна боевая тревога».

Огневая мощь «Дежнёва» была несравнима с возможностями немецкого корабля, но командир С. Кротов решительно направил корабль навстречу противнику. Он намеревался как можно дольше удерживать немцев, не позволяя им войти в порт, а если потребуется — затопить свое судно на фарватере между островом Пирожок и отмелью Вега, чтобы «Адмирал Шеер» не смог попасть во внутреннюю гавань.

Через 12 минут после объявления тревоги на «Дежнёве» немцы открыли огонь. Пушки с причала дали ответный залп. Несмотря на то что обстрел с крейсера вызвал пожары в порту, командир рейдера засомневался: мощность батареи ему неизвестна, рассмотреть не получалось — мешал дым. Вдобавок с острова по радио открытым текстом запросили авиацию и получили ответ, что самолеты скоро будут. На самом деле радист Диксона и летчик блефовали, стремясь напугать немцев, и это им удалось.

Тем временем две дореволюционные пушки с расчетами из портовых грузчиков продолжали стрелять по рейдеру. Немцы предпочли поставить дымовую завесу и отступить. Командир немецкого крейсера был уверен, что обстрелом все же удалось надолго вывести порт из строя, о чем свидетельствовал густой дым пожаров. Он не зал, что самое мощное пламя с клубами черного дыма полыхало в бочках с отработанным машинным маслом, в которые попал один из снарядов с крейсера. Электростанция не пострадала, пожар на угольном терминале быстро потушили. Оба судна — «Семён Дежнёв» и находившийся в порту Диксон пароход «Революционер» — были отремонтированы в течение недели.

Диксон стал для североморцев своеобразным символом отважного сопротивления захватчикам. Адмирал В. В. Михайлин, служивший в войну младшим офицером на тральщике, в статье «Война пришла в Карское море» так описывал свою встречу с этим суровым островом: «Перед нами открылась картина причудливых Новоземельских гор, покрытых снегом. На отвесных скалах гнездились кайры и чайки, создавая „птичьи базары“. Даже забылось, что идет страшная война. На подходах к губе Белушья поставили тралы. Началась обычная работа, полная напряжения, без сна и отдыха. На очередном галсе, ведущем к морю, сигнальщик старший краснофлотец Яков Аверин доложил: „Перископ — слева 40°“.

— Боевая тревога, глубинные бомбы товсь!

Но нет у корабля нужного хода, мешают поставленные тралы. А время неумолимо идет, и преимущество на стороне противника. Наконец, тралы выбраны. Корабль полным ходом устремляется в расчетную точку атаки. За кормой рвутся глубинные бомбы. Корабль содрогается. Остается одна серия глубинных бомб, пополнение которыми в этом районе плавания не предвидится. Возобновляем траление фарватера, покрыв его электромагнитным и акустическим полем до полной надежности прохода судов. Донесли о выполнении поставленной задачи, и сразу — приказ „Следовать в пролив Карские ворота. Подготовить основной фарватер для прохода ледокольного флота в Восточную Арктику“. Вот он — непокоренный остров, который хотели захватить морским десантом гитлеровские захватчики в августе 1942 года, когда рейдер „Адмирал Шеер“ своим артогнем пытался подавить малочисленный гарнизон острова Диксон. Встретив сильное сопротивление гарнизона, полевой 152-мм батареи и артиллерийского огня с корабля „Дежнев“, рейдер отказался от высадки десанта и покинул район боя. Мы, как зачарованные, смотрели на о. Диксон, оставшийся в памяти каждого из нас непокоренным гарнизоном!».

Немцы еще рассматривали возможность атаковать Амдерму, но в итоге сочли это слишком рискованным, подозревая, что теперь никого не удастся застигнуть врасплох. Радиостанция Диксона через два дня после нападения возобновила работу — еще до того, как «Адмирал Шеер» успел вернуться на базу.