Городской отдел милиции находился под охраной военнослужащих 505-го полка 89-й дивизии внутренних войск МВД РСФСР. 86 человек под командованием подполковника Малютина разместились в самом здании и во внутреннем дворе, огороженном с тыла кирпичным забором. Солдатам утром 2 июня было выдано оружие с боеприпасами. На втором этаже здания находилась оружейная комната» что придавало зданию особый статус. Ставилась задача не допустить проникновения людей ни со стороны школы, ни со стороны госбанка, которые примыкали к горотделу. Было известно о намерении демонстрантов идти в город и не исключались попытки нападения на милицию. Поэтому часть арестованных освободили, а часть вывезли из Новочеркасска

Демонстранты знали, что попасть в КПЗ, где, по их мнению, содержались арестованные, молено и со внутреннего двора. Поэтому они пытались проникнуть в здание с разных сторон. Это не удалось. Предупредительными выстрелами были пресечены попытки перебраться через забор. Также была отогнана группа в количестве 5-7 человек, попытавшаяся спуститься во двор с крыши соседнего здания.

Подошедшие со стороны улицы Московской демонстранты пытались договориться с охранявшими главный вход военнослужащими. Они не верили объяснениям, что в здании нет задержанных, и требовали освобождения своих товарищей, пытались войти в здание. Их не пропускали. Тон в перебранке задавали молодые женщины. Одна кричала, что в милиции находится ее муж, а другая — что отец. Атмосфера накалялась. Связавшись по рации со своим командованием, Малютин получил указание действовать по обстановке. Отдавать прямые команды и брать на себя ответственность никто не хотел.

После 11 часов 30 минут группа наиболее активных демонстрантов, требуя освободить задержанных, прорвалась в горотдел милиции. Сняв с петель первую входную дверь и выбив ею вторую, около полусотни человек ворвались на первый этаж здания и начали теснить находившихся в холле военнослужащих в глубь помещения — к лестнице, ведущей на второй этаж. Солдаты отпихивались от наступавших прикладами автоматов. Небольшого роста солдат, Н. В. Репкин, оказался отрезанным от основной группы военнослужащих. Нападавшие затащили его в помещение дежурной части и стали пинать, одновременно вырывая оружие. В последний момент Репкин успел отсоединить от автомата магазин. Его сослуживец Ш. Ю. Азизов, оттесненный к лестнице, видел, как избивали Репкина, и произвел предупредительный выстрел вверх. Толпа немного отпрянула и бросилась к выходу, а солдаты кинулись на помощь Репкину, которого уже подняли и отвели в угол какие-то мужчина и женщина, В дежурной комнате Азизов заметил мужчину в черной рабочей одежде с автоматом в руках. Мужчина не бросал оружие, и Азизов выстрелил, смертельно ранив его в живот. Выл открыт огонь и из других автоматов. Люди стали в ужасе разбегаться, прорываясь в дверь, выпрыгивая через окна дежурной комнаты, выходящие во двор милиции» Там их положили на землю выстрелы находившихся во дворе военнослужащих.

Следует отметить, что во время этих событий в здании горотдела милиции находились военнослужащие из охраны особого отдела КГБ. Они стреляли сверху. Убегая от выстрелов, часть демонстрантов, человек 20, в дежурной комнате попала в камеру временно задержанных, как в ловушку. Дверь за ними успели закрыть. Так случайно появились первые арестованные по этому эпизоду.

Стрельба и суматоха продолжались минут 15, а затем все стихло. Солдаты, ожидая повторного нападения, завалили лишенный дверей вход в горотдел различной мебелью. Убитых подобрали, сложили в помещении котельной, затем отвезли в морг.

По оперативным материалам 1962 г. 2 июня в горотделе милиции были убиты пять человек: Ф. Г. Лиманцев, В. Ф. Федорков, В. И. Мисетов, В. В. Константинов и В. В. Тинин. Проведенным в 1992-1994 гг. следствием установлено, что во время нападения демонстрантов на ГОМ смертельные ранения получили 16-летние Г. Н. Терлецкий и А. Б. Артющенко. Учащийся пищевого техникума Геннадий Терлецкий получил смертельное ранение в шею во время предупредительных выстрелов, когда демонстранты пытались перелезть через забор. Он находился поблизости на дереве. Учащийся ремесленного училища Анатолий Артющенко проходил практику на НЭВЗе и участвовал в демонстрации. Во время стрельбы в горотделе милиции его ранили в живот. Люди кричали: «Студента убили!». Анатолия вынесли из милиции в здание напротив, в фойе кинотеатра. Затем Артющенко был доставлен в военный госпиталь, где вскоре и скончался. Его тело отправили в морг. Там и нашла его обезумевшая мать. Опознала сразу по новым, накануне купленным туфлям.

Особо отмечена в событиях у горотдела милиции роль 35-летнего Владимира Федоркова. Он не имел отношения к НЭВЗу. Работал в промкомбинате, болел туберкулезом. Но «… во главе группы ворвался в помещение ГОМ, держа в руках древко самодельного флага». Затем выхватил автомат у солдата и выскочил на крышу, откуда стрелял и был убит снайпером. Этот эпизод указан только в одном документе — справке об убитых на имя Хрущева, подписанной председателем КГБ Семичастным. 

В архивных материалах имеются записи:

События у горотдела милиции, с момента прихода группы демонстрантов и до стрельбы и разгона нападавших, продолжались менее часа.

Первая кровь сыграла свою роковую роль. Оружие было применено для разгона людей, и «успех» этой операции определил такое же развитие событий на Дворцовой площади. И по времени они развертывались одно за другим.

Для более полной характеристики картины происходившего в тот день следует рассмотреть само место события и его ключевые точки. Улица Московская перпендикулярно упирается в Платовский проспект, одна сторона которого идет налево, к Собору, а другая — направо, к Азовскому рынку. В точке встречи улицы и проспекта, в нескольких метрах от асфальта, располагалась 6-метровая статуя Ленина на 3-метровом постаменте, на котором раньше находился памятник Платову (воссоздан в 1993 г.). Вдоль Платовского проспекта, слева и справа от памятника и сзади него разбиты газоны, а следом за ними сквер с центральной аллеей. Сквер выходит на ул. Карла Маркса, расширяющуюся здесь в виде площади, по которой до Атаманского дворца (в 1962 г. — здания горкома КПСС и горисполкома) 30 метров. Длина этой площади 90 м. А вся территория улиц, площади и сквера вписывается в прямоугольник размером 160x91 м. Все это зелено-асфальтовое хозяйство с памятником и фонтаном в сквере обращено к Атаманскому дворцу, который представляет собой двухэтажное здание с чердаком и двумя парадными входами со стороны фасада. Над каждым крыльцом и по центру на высоте 5,5 метров расположены балконы. Центральный, размером 2x17, и стал главной трибуной в этот день. Справа от дворца, если стоять к нему лицом, в двухэтажном здании располагалась городская прокуратура, а слева, в таком же старинном особняке — горком ВЛКСМ и планетарий.