Наиболее сильным резервом в распоряжении командования 5-й армии на тот момент являлась 20-я тбр. Ее решили использовать совместно с 17-м сп тремя группами для трех ударов, сходившихся в одной точке – в районе Ельни. Первая группа в составе 1 Т-34 и 3 Т-40 нацеливалась от станции Бородино на Верхнюю Ельню. Вторая, наиболее сильная (в составе 11 Т-34) атаковала вдоль шоссе на Ниж. Ельню. Наконец третья наступала южнее шоссе и состояла из 5 Т-34. Еще 6 Т-26 (те самые, что хотя бы заводились) оставались в резерве. Вместе с тем нельзя не признать, что 15 октября «окно возможностей» для результативного удара по вражескому вклинению еще оставалось. Мотопехотные части 10-й тд пока оставались в районе вяземского «котла», через укрепления прорвались лишь эсэсовцы и танки 10-й тд.
Контрудар 20-й тбр с самого начала не обещал ничего хорошего. Навстречу танкам хлестал мокрый снег. Правая группа, состоявшая из 1 Т-34 и 3 Т-40, успеха предсказуемо не добилась. По выходе из леса боевые машины встречают огонь противотанковых пушек, теряют 1 Т-40 сгоревшим. Т-34 претендовал на уничтожение одной противотанковой пушки с расчетом. Двигавшаяся колонной (потом в отсутствии развертывания для атаки упрекали командовавшего атакой командира батальона капитана Воробьева) центральная группа на своем пути встретила противотанковый ров, наполненный водой. Также торфяная почва от дождей раскисла и с трудом преодолевалась даже танками. По другую сторону рва уже занимали позиции немецкие пехотинцы. Результатом атаки стали сразу девять выведенных из строя «тридцатьчетверок». Как указывалось в оперативной сводке 20-й тбр того же дня «все подбитые машины эвакуированы и восстанавливаются», но факт остается фактом: контрудар не привел к «запечатыванию» прорыва позиций УРа, но к обвальному падению числа Т-34 в строю. Атака левой группы 20-й тбр также завершилась неудачей, в условиях снегопада один Т-34 попал в противотанковый ров и, уже будучи обездвижен, стал жертвой немецкой артиллерии. Остальные вернулись обратно.
Неудача 20-й тбр тем обиднее, что начертание заграждений 36-го УРа не являлось тайной, требовалось лишь учесть их при планировании действий танков. В целом приходится констатировать, что болезни танковых войск Красной армии, проявлявшиеся летом 1941 г., к осени оставались не изжитыми. Непродуманный выбор направления контрудара привел к его неудаче, израсходованию резервов и дальнейшему ухудшению обстановки. Как одну из причин неудачи можно назвать также потерю 14 октября опытного командира бригады, полковника Т.С. Орленко.
Несмотря на взлом обороны Можайского УРа под Ельней, путь на восток по шоссе для 10-й тд еще не был открыт. Седлавший шоссе советский опорный пункт в районе деревни Артемки немцы не решились таранить лобовым ударом. Принимается решение выполнить обходной маневр через Утицы на северо-восток, на Псарево и далее выйти к восточной окраине Можайска. Маршрут продвижения немецких частей при выполнении этого маневра проходил через поле знаменитого сражения войны 1812 г.
Сам образ сражения на Бородинском поле, с которым обычно связывают боевые действия 5-й армии на можайском направлении, мало кого может оставить равнодушным. Однако собственно Бородинское поле все же находилось несколько в стороне от главных событий. Таковыми являлись все же бои с прорывом УРа на шоссе. Выход немцев в район Бородино обуславливался обходным маневром, призванным обойти очередной заслон на шоссе на Москву уже после состоявшегося прорыва. Еще одним ярким образом является участие в боях на Бородино французского легиона вермахта. Эта картинка совсем далека от действительности, французский полк прибыл заметно позднее, когда Бородинское поле уже находилось в немецком тылу (об участии французов в боях под Москвой будет сказано несколько позже).
Последствия неудачи и напрасных потерь 20-й тбр 15 октября сказались на событиях следующего дня, 16 октября, когда состоялась контратака главных сил прибывшего 322-го полка 32-й сд на Бородино и Семеновское. Почти безнадежным предприятием делал предстоящий контрудар тот факт, что о нем оказались извещены немцы. В отчете отдела 1с 10-й тд прямо указывается: «Согласно показаниям пленных 1-й и 2-й батальон 322-го сп собираются в ночь на 16.10 атаковать и захватить Ельню». Подразделения «Дас Райха» и 10-й тд ждали атаку и готовились к ней.