תחקיר צה"ל מקיף אודות הקרב הקשה בקיבוץ ובסיס כיסופים ב-7 באוקטובר פורסם היום (חמישי) וחושף תמונת מצב מורכבת. התחקיר קבע באופן חד משמעי: "צה"ל לא עמד במשימת ההגנה על הקיבוץ ועל תושביו". עם זאת, הוא מדגיש את גבורתם יוצאת הדופן של חברי כיתת הכוננות, האזרחים והלוחמים, שלחימתם "יצרה תחושת נרדפות אצל האויב, גרמה לנסיגתו המוקדמת ושיבשה את תוכניתו המבצעית להביא לפגיעה משמעותית אף יותר".
על פי ממצאי התחקיר, בבוקר 7 באוקטובר פרצו 350 מחבלים את הגדר והתפשטו לאזור כיסופים, בסיס כיסופים, בסיס האוגדה ברעים, מסיבת הנובה וכביש 232. מתוכם, כ-150 מחבלים הגיעו לקיבוץ כיסופים ולבסיס הסמוך. התוצאה הקטלנית: 45 אזרחים וחיילים נהרגו, בהם שישה עובדים זרים מתאילנד. שלמה מנצור נחטף מביתו ונרצח בשבי חמאס. אזרח אחד נהרג בטעות מאש כוחותינו. התחקיר ציין כי טיהור קיבוץ כיסופים ממחבלים נמשך זמן רב, בשל העובדה שהכוחות "לא פעלו בהתאם לטכניקה סדורה ואחידה".
עשרות מחבלים חוסלו בדרכם לבסיס ולקיבוץ, אך כ-40 מחבלים הצליחו לחדור לבסיס, וכ-60 לתוך הקיבוץ, שם ביצעו מעשי רצח, חטיפה וביזה אכזריים. בבסיס חוסלו 25 מחבלים, בקיבוץ חוסלו כ-30 מחבלים, ובשטחים החקלאיים הסמוכים חוסלו 50 מחבלים נוספים. כ-50 מחבלים הצליחו לברוח בחיים לרצועת עזה.
בבוקר המתקפה, חיילי גדוד 51 של גולני, שהיו פרוסים בגזרה, פתחו באש לעבר המחבלים וניהלו "לחימה עיקשת". לאחר כשעה, נסוגו הלוחמים לעבר הקיבוץ כדי להגן עליו ועל תושביו. כוח כוננות "כרמל א'" נותר לבדו על הגדר ונלחם במחבלים במשך שעות ארוכות, עד שאזלה לו התחמושת. הלוחמים ששבו לבסיס להתארגן מחדש נפצעו בפצצת מרגמה, ומפקד הצוות, סרן אורי שני, וסמל ראם מאיר בטיטו נהרגו.
כוח צלפים של גדוד 51 הגיע לשער האחורי של הבסיס ונלחם במחבלים. הכוח "חילץ את עצמו וחזר למחנה", ללא הלוחמים סמ"ר מיכאל בן חמו וסמ"ר עדי צור, שנשארו להילחם ונהרגו. לאותו אזור הגיע מפקד הפלוגה המסייעת עם כוחו, שנתקל באש חזקה ורכבו נפגע. הכוח נסוג לאחור עד שרכבו דמם, והמשיך לנוע רגלית לכיוון הקיבוץ. בדרכו נתקל הכוח באש מחבלים, ממנה נפגע ונהרג סמ"ר בר רוזנשטיין.
החיילים בבסיס כיסופים נכנסו למרחבים מוגנים עם תחילת האזעקות בשעה 06:29. כששמעו ירי בקרבת המחנה, הבינו שמדובר במתקפה והחלו להצטייד לקראת לחימה. מרבית חיילי המחנה נכנסו לתוך החמ"ל, למעט 20 חיילים ששהו במיגונית של פלוגת המפקדה ושתי תצפיתניות שנותרו בחדרן. כוח כוננות נוסף, "כרמל ב'", הוקפץ להגנה על הקיבוץ.
בשעה 06:57, סמל תומר נגר, ששמר בעמדת הבונקר, זיהה מחבלים, חלקם לבושים במדי צה"ל, מגיעים מכיוון החורשה. הוא נלחם בהם במשך 25 דקות כשהוא חמוש במקלע "נגב", עד שאזלה לו התחמושת והוא נפל בקרב. בתחקיר נקבע כי "בפעולתו המקצועית, הצליח לעכב את התקדמות המחבלים ולשבש את ההתקפה על המחנה".
במקביל, השומר בשער הכניסה לבסיס ניהל חילופי אש עם מחבלים. חברו, ששמע את הירי, לקח נשק מא"ג והגיע לתגבר את העמדה. המחבלים שיגרו טיל נ"ט ממנו נהרגו סמל דוד מיטלמן וסמל עילאי נועם בן מוחה. לאחר נפילתם, חדרו המחבלים לבסיס כיסופים.
מפקד פלוגת המפקדה וחייליו יצאו מהמיגונית והצטיידו באמל"ח. הם נלחמו במחבלים מתוך המיגונית. המחבלים השליכו מטענים ורימונים לפתח המיגונית, אך החיילים הדפו אותם והשיבו באש, תוך שהם נפצעו באורח קשה. כוח בפיקודו של קצין האג"ם הגדודי נע לעבר המחבלים ודחק אותם לעבר מגורי הבנות. בשעה 09:50, הכוח פינה פצועים מהמיגונית לחמ"ל. במיגונית נפלו שישה לוחמים: רב סרן רז פרץ, סמ"ר יוגב אהרון, סמ"ר ברנדו דוד פלורס גרסייה, סמ"ר בנימין טשגר טקה, סמל אוריאל סגל וסמ"ר אביתר אוחיון אבוקסיס. סמ"ר אור אסתו נפטר מפצעיו בבית החולים.
בשעה 13:45, כוח מיחידת "אגוז" חבר למפקד גדוד 51 והכוחות סרקו את בסיס כיסופים. הכוח של המג"ד הגיע למגורי הגששים, ושם נפתחה עליו אש מכיוון מגורי הבנות. הכוח נפגע ולא יכול היה לצאת מחדר הגששים. בשעה 14:00, הגיע מפקד צוות מכוח אגוז לחמ"ל וקיבל עדכון על שתי תצפיתניות במגורי הבנות שאבד עימן הקשר. לאחר חילופי אש עם מחבלים, הצליח הכוח לחלץ אותן בחיים. במהלך לחימה זו נפלו הלוחמים רס"ל עמית פלד, רס"ל אלעד מיכאל ששון ורס"ל יונתן סביצקי.
בבוקר 8 באוקטובר, כוח חטיבת גבעתי נכנס לבית משפחת גודו. הלוחמים שמעו רעשים מהממ"ד, שכללו "שיח בערבית וצעקות", והסיקו כי מדובר באירוע עם בני ערובה המצריך התערבות מהירה, ולכן פתחו בירי לעבר דלת הממ"ד. כתוצאה מכך, נפגע ונהרג תום גודו, אב המשפחה. אלמנתו ושלוש בנותיה ברחו מהחלון משום שחשבו כי מדובר במחבלים, וחברו לכוח צה"ל.
ב-9 באוקטובר בשעה 12:00, הגיעו ארבעה רפתנים לרפת הקיבוץ. ראובן הייניק, מנהל הרפת, נורה ונרצח בידי שלושה מחבלים שהתבצרו ברפת, בעת שהיה בדרכו למשרד במכון החליבה. בעקבות שמיעת הירי, ברחו שלושת האזרחים האחרים מהרפת. הרבש"ץ וכוחות צה"ל שפעלו בקיבוץ נטרלו את המחבלים שהיו במבנה.
במהלך הסריקות, בשעה 16:00, נתקל כוח מ"אגוז" בצמד מחבלים במרכז הקיבוץ. במהלך חילופי האש, נהרג רס"ל אביאל מלקמו.
רק ב-12 באוקטובר בשעה 15:30, זיהו הלוחמים מחבל שרץ מכיוון גדר היישוב לבית בשכונה. המחבל פתח באש לעבר הכוח, וכתוצאה מכך נפגעו מספר לוחמים. הכוח השיב באש וחיסל את המחבל. הוא היה המחבל האחרון שנותר בקיבוץ כיסופים.