Помимо постоянных бомбардировок, немцы стали все активнее воздействовать на железную дорогу Саратов – Астрахань с помощью многочисленных диверсионных групп, которые регулярно сбрасывались Люфтваффе в казахской степи. Они снабжались большим количеством оружия, запасами взрывчатки, продовольствием, рациями, а также подробными топографическими картами. Все это позволяло им в течение длительного времени автономно существовать в районах, примыкавших к железной дороге. Немецкие агенты подрывали железнодорожное полотно, вели постоянное наблюдение за движением составов, сообщая полученные данные по рации.
Сотрудники НКВД и бойцы истребительных батальонов Джаныбекского и Урдинского районов постоянно вступали в бои и перестрелки с диверсантами. Однако держать под контролем всю дорогу протяженностью около 600 км было невозможно. Поэтому диверсии происходили регулярно. Немецкие самолеты по ночам регулярно сбрасывали своим «партизанам» контейнеры с боеприпасами и продовольствием, а иногда даже совершали посадки на специально оборудованных в степи площадках.
Кроме агентов и шпионов в советском тылу бродили и сбитые немецкие летчики. Какен Кубейсинов рассказывал:
В середине сентября железнодорожные станции на линии Саратов – Астрахань стали подвергаться бомбовым ударам по нескольку раз в день. Кроме того, все чаще фиксировались полеты вражеских самолетов над Среднеазиатской зоной ПВО, в т.ч. над г. Уральском, причем, учитывая большие пространства этой зоны, ясно, что некоторые из них пролетали над ней незамеченными постами ВНОС. В связи с этим в Западно-Казахстанской области объявили военное положение и ввели режим затемнения, в городах Уральске и Гурьеве были созданы городские комитеты обороны, объединившие руководство государственных, партийных и военных органов. В Уральске был создан оперативный узел связи с линиями проводов на Гурьев, Астрахань и Куйбышев. В Гурьеве была также создана военно-морская база кораблей Каспийской морской и Волжской речной флотилий, а также береговых частей и служб.
Каждый день на различных участках горели пассажирские и товарные вагоны, платформы с техникой, цистерны с нефтью. На большинстве станций были разбиты заправочные колонки для паровозов, склады с углем, стрелки и разъезды. Линии связи были разрушены почти на всем протяжении. Многокилометровые пробки и заторы, пожары, обгоревшие трупы людей, нефтяные лужи – такую картину можно было наблюдать в те дни от Палласовки до Харабали. Особенно большие разрушения наблюдались на 120-километровом участке Эльтон – Баскунчак. Органы Наркомата путей сообщений теряли контроль над обстановкой.