Не имея опыта городских сражений, федеральные командиры изначально выбрали неверную тактику действий, которая привела к серьезным потерям в их частях. Как правило, удар югославской армии наносился фронтально, всей массой танков и пехоты по одному сектору. Вступив в огневое взаимодействие с противником, хорватское подразделение, ставшее целью удара, заманивало федералов вглубь городской застройки и попутно отстреливало солдат (хорваты следовали золотому правилу Благо Задро, согласно которому танки без пехотной поддержки ни имели шансов на выживание).
Когда колонна тяжелых машин забиралась в глубину улицы, из соседних секторов подтягивались противотанковые команды, занимавшиеся уничтожением танков из подвалов и верхних этажей многоэтажных домов. Выстрел РПГ производился с дистанции не более 18 метров, что гарантировало уничтожение любого танка, находящегося на вооружении ЮНА (по Т-34 и Т-55 стрелять можно было и с 140 метров). Первыми из строя выводилась ведущая и последняя машина в колонне, после чего, попавшие в ловушку танки уничтожались по очереди.
Тактика сражения изменялась, если в бою участвовали хорошо бронированные М-84. В этом случае в дело вступала команда «танковых убийц», состоящая из трех человек. Входящий в нее снайпер должен был вывести из строя танковый перископ, оператор «Осы» должен был подстрелить танк, а автоматчик уничтожал экипаж подбитой машины.
Стоит отметить, что хорваты не были заинтересованы в детонации танков, поскольку им нужны были как сами боевые машины, так и оборудование, оставшееся внутри их корпусов. Подбитые танки «каннибализировались» и доставлялись на специальное «кладбище», расположенное на Трипинской дороге. Если танк невозможно было эвакуировать, его минировали.
Столкнувшись с угрозой поражения, защитники города отступали в соседний сектор, пользуясь системой траншей и подвальных туннелей. Крупную тактическую победу над хорватами федералы могли одержать лишь в том случае, если пехотные подразделения вступали друг с другом в рукопашный бой (тут у городских защитников не было никаких шансов на победу).
Столкнувшись с хорватской тактикой боевых действий, югославы начали совершенствовать свою тактику боя в городской черте. Теперь, атакуя сектор, танки ЮНА двигались зигзагом и расстреливали из пушек все дома, оказавшиеся на их пути. Следом за гусеничными монстрами двигались БТР или БМП, поддерживающие танки пулеметным огнем по верхним этажам и подвалам зданий. Пехота тем временем продвигалась вперед, используя в качестве прикрытия сады, траншеи и задние дворы уцелевших и частично разрушенных домов. В случае серьезного сопротивления танки разрушали торцевую сторону дома, а руины забрасывались дымовыми шашками или газовыми гранатами. Зачистка разрушенного дома осуществлялась пехотой. Используя данный метод, ЮНА начала отбивать город дом за домом, улицу за улицей.
Столкнувшись с новым тактикой югославов, хорваты также не остались в долгу. Они начали совершать ночные рейды на территории, оказавшиеся под контролем ЮНА. Одной из целей этих рейдов стало минирование застрявших югославских танков. Мина подкладывалась машину ночью и детонировала утром, когда танк приступал к боевой работе. Минирование застрявших машин приняло такой размах, что танкисты ЮНА отказывались забираться в любые застрявшие и брошенные танки и принудить их к этому можно было только угрозой расстрела.
В боях за город хорваты пытались применять вооруженные самодельными бомбами АН-2. Эффективность подобных налетов оставалась низкой. К тому же ЮНА сбила одну такую машину ракетой SA-6. Вместе с самолетом погиб и командир хорватских «кукурузников».
Фактически, битву за Вуковар выиграли не танки, а югославская артиллерия, которая методично уничтожала скопления хорватской живой силы (всего по городу было выпущено 700 тыс. снарядов различного калибра) и уцелевшие городские дома. К ноябрю 1991 года стало ясно, что город хорватам удержать не удастся. К этому времени большая часть городских построек была разрушена, и Вуковар напоминал огромную каменную руину. Передвижение по городским улицам прекратилось, поскольку каждый день на город пало от 9000 до 12000 снарядов. Управление разрушенным Вуковаром осуществлялось изнутри атомного бункера, оставшегося со времен холодной войны. У защитников не осталось боеприпасов, внутри Вуковара начинался голод.
Последние надежды хорватов рухнули 3 ноября 1991 года, когда вооруженные силы ЮНА успешно форсировали Дунай в районе Лужаца, тогда как танковые колонны взломали несколько секторов внешней защиты и начали пробиваться к центру города.