התחקיר הצבאי על הטבח בקיבוץ רעים קובע כי צה"ל נכשל בהגנה על הקיבוץ - ששבעה מאזרחיו נרצחו וחמישה נחטפו לרצועה. במשך שעות, ששת חברי כיתת הכוננות לצד ארבעה שוטרים ואזרחים שגילו תושייה, נלחמו מול עשרות מחבלים במשך שעות ובכך ומנעו טבח גדול בהרבה.
מהתחקיר עולה כי בבוקר 7 באוקטובר, בשעה 07:00, הגיעו לקיבוץ 30 מבלים שנמלטו ממסיבת בנובה, בהם גיא שמחי, לוחם צנחנים שהיה בחופשה והדר רון. הם הובילו 28 צעירים ממסיבת הנובה אל ממ"ד בבית בקיבוץ.
הם יצאו אל פתח הבית עם נשק אחד, אותו החזיק רון. כשהמחבלים התקרבו אליהם, גיא זינק על אחד מהם בידיים חשופות והדר ירה בהם. המחבלים שבחוץ זרקו רימונים וגיא נפצע באורח אנוש ולבסוף מת מפצעיו. כתוצאה מהפיצוץ הבית עלה באש - אך בגלל הקרב של שמחי ורון, המחבלים עזבו את המקום וחייהם של צעירים שהיו בממ"ד ניצלים.
כיתת הכוננות התחלקה לצמדים ותצפתה מהכניסות לקיבוץ על הגעת המחבלים ופתחה בירי. כ-80 מחבלים נכנסו לרעים, חלקם דרך הכניסה הראשית בעוד שאחרים נכנסו מהשער האחורי וחלק מבית העלמין.
בשעה 07:50 הרבש"ץ הודיע על חדירה של מחבלים שהשביתו את שער הכניסה, כיתת הכונונת פתחה באש והרגה את אחד מהם, חלקם נסוגו בחזרה. בין 08:00-08:30 התבצעו מעשי הרצח והחטיפה בקיבוץ.
במקביל, חברי כיתת הכוננות הוקפצו מצידו האחד לצידו האחר של הקיבוץ ובכך גרמו למחבלים לחשוב שיש במקום כוחות גדולים יותר. בזכות כך, הם הצליחו לחסל מחבלים בגזרה הצפונית ובלמו את היתר שניסו להיכנס לשכונות בקיבוץ.
בשעה 09:00, מחבלים נוספים נכנסו לקיבוץ דרך שער בית הקברות והחלו להצית בתים, חברי כיתת הכוננות זיהו זאת והצליחו להבריח את המחבלים בעזרת ירי לכיוונם. בפעולה הזאת הם גרמו למחבלים לסגת מהמקום.
47 דקות לאחר מכן, ארבעה שוטרים וחבר כיתת כוננות שלא היה בביתו הגיעו לקיבוץ. הם פתחו באש על מחבלים שניסו להגיע לקיבוץ מכיוון הפרדס - והצליחו להבריח אותם. במהלך הנסיגה, אחד מהמחבלים נורה על ידי חבר כיתת הכוננות.
עוד עולה מהתחקיר כי מחבלים שהיו בציר התכוונו להגיע לבסיס נבטים ולאופקים. צה"ל מצא מפות ושרטוטים מדוייקים, בהם גם מיקומם של הטייסות של בסיס נבטים אצל המחבלים. בפועל, המחבלים נכשלו להגיע ליעדים אלו בגלל החסימות שהוצבו בכל האזור.
בניגוד לצבא, השוטרים שמעו ברשת הקשר את חבריהם שנמצאים בצרה. לוחמי יחידת יואב של המשטרה שהיו בדרך למסיבת הנובה נסעו לשער הקיבוץ. חלק מהשוטרים נפצעים ונהרגים בזמן שהם מונעים את כניסת המחבלים בשער ולאורך הגדר, בגל החדירה השני. אחד מחברי הכוננות עולה על הגג ויורה במחבלים, הוא מצליח לחסל מחבל ומבריח אותם. שוטרים נוספים בכניסה לקיבוץ מחסלים חמישה מחבלים שיצאים מהקיבוץ.
רבש"ץ הקיבוץ מצליח להכניס ארבעה צעירים שברחו מהמסיבה לשטח רעים דרך תעלת הניקוז ובכך הציל אותם. בהמשך קבוצת שוטרים חיסלה את המחבלים שפשטו על צירי התנועה שמובילים לקיבוצים כיסופים ורעים - ובכך הצליחו לפתוח אותם מחדש.
בשעה 11:41, כוחות צה"ל, בהם אנשי סיירת מטכ"ל הגיעו לראשונה אל רעים וחברו לאנשי כיתת הכוננות, כוחות המשטרה והדר רון, שממשיך להדוף מחבלים. במקביל, עשרות נמלטו ממסיבת הנובה התבצרו בשכונת הצעירים בקיבוץ. הכוחות הסתערו על המחבלים שמבוצרים בבתים תחת אש כבדה. בעקבות הקרב, שלושה מפקדים מצאו את מותם.
הלוחמים הסתערו על בית בו התבצרו מחבלים וחילצו ממנו את אחד מתושבי הקיבוץ. שני אזרחים נוספים עדיין כלואים בממ"דים בבתים בהם מחבלים מתבצרים. ב"סיר לחץ" שמבצעים הכוחות על המבנים, מחוסלים שבעה מחבלים נוספים. בהסתערות סיירת מטכ"ל לעבר אחד הבתים, הקצין אריאל בן משה נפצע אנושות ומת מפצעיו מאוחר יותר.
במהלך הלילה, שני מחבלים שהתבצרו בבית בקיבוץ הצליחו להימלט והגיעו לביתו של אחד מחברי כיתת הכוננות, שם חוסלו. בבוקר הצליחו לחלץ את האזרח האחרון שהתבצר בממ"ד. בסך הכל, 49 מחבלים חוסלו ברחבי הקיבוץ.
הכשלים - בשורה התחתונה
- הצבא לא הצליח להגיע לקיבוץ בתחילת הלחימה ולא היה תרחיש ומוכנות לחדירה של עשרות מחבלים. מוזכרת לטובה כיתת הכוננות שהצליחה לבלום את רוב המחבלים לצד הרבש"ץ שגילה מנהיגות ויוזמה.
- כוחות צה"ל וביניהם מפקדים ולוחמים שגילו אומץ רב, הגיעו מאוחר, ללא הכוונה וללא אמצעים שמותאמים לתרחיש. חיילי גולני שהגיעו לאזור הצליחו לבלום את המחבלים ומנעו טבח גדול יותר.
- בשלב מסוים נוצרה בעיית פיקוד ושליטה בגלל הכוחות המרובים, המפקדים שהגיעו לקחו מנהיגות - אך לא היה קשר בין היחידות השונות בקיבוץ.