Исторические документы свидетельствуют, что после получения известия о появлении немецких войск на восточном берегу канала Москва-Волга с приказом остановить прорвавшиеся танки был направлен бронепоезд войск НКВД под командованием старшего лейтенанта Фёдора Дмитриевича Малышева, погрузивший в качестве десанта пехотную роту РККА. Итого 4 76-мм орудия, 13 пулемётов «Максим», 8 ручных пулемётов Дегтярёва.
В течение трех часов бронепоезд вел бой с открытой позиции, после чего отошел в укрытие на железнодорожной станции Дмитров. Утром 29 ноября, пополнив боеприпасы на станции Вербилки, он снова вернулся к Дмитрову и продолжил сражаться.
В ходе боя неприятельским огнем был сожжен его паровоз, разбиты командирская рубка и одна из орудийных башен. Кроме того, корпус бронепоезда получил множество пробоин. Были убиты двое и ранены пятнадцать членов его экипажа. Обездвиженный бронепоезд не покинул поле боя, а продолжал стрельбу по врагу, выигрывая время до подхода советских войск (1-й ударной армии), которые впоследствии отбросили врага за канал.
Стреляющий, но неподвижный бронепоезд был очень уязвим для врага. Заместитель командира бронепоезда Знаменский направляется на станцию Дмитров. Здесь находился паровоз, не успевший увести состав в Москву. Обрадованный Знаменский написал расписку и вручил ее машинисту А.В. Доронину, тот, прочитав записку, заявил: «Это что же, вы на нашем паровозе пойдете в бой, а мы вашей бумажкой прикроемся? Нет, мы сами поведем паровоз в бой». Паровоз прорывается сквозь огонь врага. И.В. Мирошниченко, помощник машиниста, и И.И. Лавров на ходу бросаются к бронеплощадке, чтобы, не теряя времени, подцепить ее. Прицепившись, паровоз пополз в сторону Дмитрова. За поворотом на паровоз поднялся командир, он крепко пожал руки паровозной команде. В Дмитрове разбитый паровоз бронепоезда был отцеплен, к бронепоезду подцепили другой паровоз, и он снова устремился в бой.
На поле битвы враг оставил 12 танков, 24 бронетранспортера, свыше 700 солдат, но к Дмитрову не подошел. За этот бой многие члены экипажа, а также дмитровские железнодорожники, в том числе машинист А.В. Доронин и двадцатилетняя стрелочница М.Т. Литневская (Барсученко), под огнём бесстрашно переводившая стрелки на железной дороге и обеспечившая маневренность бронепоезда, были удостоены высоких правительственных наград, а сам бронепоезд был награждён орденом Красного Знамени. В дальнейших битвах Великой Отечественной войны он именовался уже Краснознамённым (принял участие в обороне Сталинграда).
Имя одного из погибших членов экипажа бронепоезда № 73, бывшего московского метростроевца, командира отделения пулемётчиков сержанта Николая Фомичёва, удостоенного посмертно ордена Красного Знамени, сегодня носит одна из улиц подмосковного г. Дмитрова.
Послевоенные мемуары дважды Героя Советского Союза генерала армии Д.Д. Лелюшенко, командовавшего в то время 30-й армией во всей полноте передают драматизм ситуации, сложившейся после переправы германских войск через канал:
Рассвет застал нас в Дмитрове. В городе было пустынно. Наших войск нет, только трехорудийная зенитная батарея стоит на площади возле церкви, неизвестно, кому подчинена. А южнее города, уже на восточном берегу канала Москва — Волга, слышна частая стрельба танковых орудий… Критическое положение! Противник вот-вот ворвется в Дмитров, а здесь штаб армии, и войск нет. И тут, на наше счастье, на линии железной дороги Яхрома — Дмитров появился бронепоезд. Он с ходу вел огонь. Машинист то резко бросал его вперед, то так же стремительно уводил назад. Когда бронепоезд подошел ближе, мы с начальником связи подполковником А. Остренко подбежали к нему. Вскочив на подножку, я постучал по башне. В броне зияли две свежие пробоины и несколько вмятин. Люк открылся, в нем показался человек в кожаной тужурке, какие ранее носили командиры-танкисты, но без знаков различия, лицо его было испачкано мазутом.
Командир бронепоезда № 73 капитан Малышев, — представился он. — Веду бой, уничтожил восемь танков… Единоборство бронепоезда с 20 танками! Редчайший случай.
Точно «Варяг» против японской эскадры! — вполголоса сказал Остренко.
В канонический текст воспоминаний генерала Лелюшенко здесь следует внести одну важную поправку: на момент боя Ф.Д. Малышев был ещё не капитаном, а старшим лейтенантом.
