В начале осени федералы приступили к активному обстрелу города из ствольной артиллерии, после чего пытались взломать оборонительные рубежи хорватов при помощи танков и малых комбинированных групп (танки плюс пехота). Основной целью удара были казармы ЮНА, блокированные зенговцами и хорватским добровольцами (казармы располагались в юго-восточной части города). В случае успешного освобождения казарм подразделения ЮНА должны были нанести удар по центральной части города.

Как правило, федералы бросали в атаку 5-10 танков, плюс 5-15 БТР при поддержке пехотных подразделений. Хорваты встречали колонну внутри городской застройки и начинали долбить по ней из противотанкового оружия. Естественно, федеральные части несли серьезные потери, поскольку танки не могли отстреливаться по верхним этажам домов (российские части в Грозном решили эту проблему при помощи «Шилок», которых у сербов не было), а оторвавшаяся от БТР пехота не знала город и регулярно попадала в засады.

Когда югославские части действовали уверенно, хорватская сторона несла серьезные потери, связанные с отсутствием должного профессионализма и недостатком тяжелого вооружения. Стоит отметить, что хорваты пытались исправить сложившуюся ситуацию, направив 31 августа 1991 года в город двух представителей генерального штаба. Лейтенант-полковник Миле Дедакович и капитан Бранко Боркович сразу же приступили к возведению круговой обороны вокруг защитного периметра Вуковара. Город был разделен на оборонительные секции, приписанные к отдельным добровольческим формированиям, на основе которых в свою очередь была создана новая 204-я бригада «Вуковарских ветеранов». Штабисты также изменили тактику действий хорватской стороны, сделав ставку на концепцию активной обороны. Согласно идее Дедакович-Борковича, хорваты не должны были реагировать на действия ЮНА, они должны были атаковать врага в наиболее уязвимых точках защитной позиции. Были сформированы специальные летучие отряды из десяти человек, целью которых стала борьба с танками, вторгнувшимися в пределы оборонительного периметра.

Еще одним изобретением хорватов стало использование метеорологических ракет, которые хоть и наносили малый урон, но серьезно деморализовали противника, предполавшего, что на вооружении хорватов есть не только автоматы и пулеметы, но и ракеты класса земля-земля, утащенные с югославских военных складов.

Для успешного отражения югославских атак хорваты построили систему окопов, охватывающих смежные районы города. На верхних этажах домов были оборудованы огневые точки, тогда как их самих строений была вынесена вся мебель и все горючие предметы. Подвалы многих зданий были преобразованы в убежища, где можно было переждать артиллерийский или воздушный налет. Хорватские защитники города активно минировали дороги и улицы при помощи противопехотных и противотанковых мин, в проемах дверей устанавливали растяжки. Использовались ложные минные поля, эшелонированное и хаотичное минирование местности, что замедляло продвижение федеральных войск к городскому центру.