Наступление группы Зубарева развивалось относительно медленно из-за упорного сопротивления казаков и слабости 148-й бригады, которая была недостаточно обучена маневренным действиям и противоборству с энергичным и быстро перемещающимся противником. 1-я бригада тем временем вела ожесточенные бои под форпостом Мергеневский. Сражение длилось более суток, в полках 1-й бригады насчитали 42 погибших, более 220 раненых и двоих пропавших без вести. Кроме того, были убиты 40 и ранены более 100 лошадей, в бригадном кавдивизионе в строю осталось всего 17 всадников. В сводке штаба 25-й дивизии указывалось: «Желая ударить в тыл и с фланга, казаки стянули свои силы на правый и левый фланг бригады, почему в середине и получился прорыв. По приказанию начдива-25 217 полк был влит на стыке 218 и 219 полков, дабы ударить в неприятельский прорыв. Противник был выбит из первой линии окопов, подошедшая поддержка из форп. Мергеневский заняла вторую линию окопов с блиндажами. Вместе с подошедшими броневиками открыли ураганный огонь, местами заставили залечь нашу цепь. Силы противника превышали наши в несколько раз, неприятель обстреливал тремя 3-дюймовыми орудиями, одной гаубицей и одной 6-дюймовой пушкой. Орудийная стрельба продолжалась с 10 до 22 часов». Этот успех был немедленно отмечен новым командующим 4-й армией Владимиром Лазаревичем: «Приветствую вас и славные части вашей дивизии с занятием после упорного боя форпоста Мергеневский. Когда был в ваших цепях и видел ваших богатырей-красноармейцев, их комиссаров и командиров, ни минуты не сомневался, что победа будет наша. Передайте им привет и благодарность от лица Республики. Отличившихся немедленно представьте к наградам. Убитым вечная славная память».
Однако сопротивление казаков не было сломлено. Напротив, они продолжали попытки не просто контратаковать и задержать красные полки, но и перехватить инициативу в боевых действиях. Вероятно, они надеялись на помощь Добровольческой армии, один из планов боевых действий которой предусматривал форсирование Волги и соединение с уральцами, подход подкреплений по Каспийскому морю и регулярные поставки боеприпасов и вооружения. 19 августа большие потери понес 220-й (Иваново-Вознесенский) полк 74-й бригады, в тыл которого пробились казаки из 2-й дивизии, захватившие обоз и политчасть полка. Командир полка Маловецкий отправил на помощь небольшой отряд с одним орудием. Казаки отступили, но отбить обоз и пленных не удалось. Чапаев устроил неудачливому командиру настоящий разнос и отстранил его от должности.
20 августа около 2500 казаков при поддержке артиллерии и бронемашин контратаковали правый фланг 25-й стрелковой дивизии. Ее полки сдержали натиск неприятеля, который отошел на исходные позиции. Части 73-й стрелковой бригады 25-й стрелковой дивизии сломили сопротивление белых и к утру 22 августа заняли первую линию укреплений противника в трех верстах севернее Сахарной. В этих боях Чапаев и новый комиссар дивизии Павел Батурин лично вели наступающие цепи в бой. Присутствие начдива раз за разом вносило перелом в ход боя. Уставшие и понесшие большие потери роты и батальоны поднимались, несмотря на яростный обстрел противника, шли вперед и заставляли казаков отходить. Однако правофланговая группа дивизии, пытавшаяся обойти Сахарную с запада по степи, потерпела неудачу, получив удар с фланга полками уральцев, спешно переброшенными из-под Сломихинской. Командующий правофланговой группой Зубарев потерял связь со своими частями, которые вынуждены были воевать с казаками порознь, без координации с соседями и в условиях острой нехватки воды и продовольствия. Чапаев за грубые ошибки в управлении войсками отстранил Зубарева от должности и отдал под суд, его заменил вернувшийся после болезни Кутяков. Однако комбриг избежал наказания.