Положение дивизии — труднее не бывает. Она занимает огромный фронт, до 15 километров. Противостоящая группировка противника превосходит соединение Деникина по силам почти втрое. Обороняться при таких условиях невозможно. Тогда генерал решил атаковать. С 21 августа он трижды переходит в наступление, и тремя атаками Железная дивизия приковывает к своему фронту около трех австрийских дивизий и задерживает обходное движение противника. Но 8—11 сентября после тяжких боев австрийцам все-таки удалось оттеснить соединение за реку Горынь. Однако упорный генерал Брусилов продолжал наступление.
Железная дивизия шла в центре фронта. Блестящими атаками колонн генерала Станкевича и полковника Маркова противника разбили. 18 сентября дивизия по собственной инициативе, преследуя быстро отступавших австрийцев, форсированным маршем пошла на Луцк. 19 сентября Деникин уже атаковал его передовые укрепления. Бой шел беспрерывно весь день и всю ночь. Против 4-й стрелковой дивизии сражались 2,5 австрийские дивизии, прочно засевшие в хорошо подготовленных окопах. Стрелки дрались на самой позиции, брали пленных, захватили два первых ряда окопов. Но дальнейшее продвижение оказалось непосильным. Войска устали, и дивизия стала нести большие потери.
Чтобы помочь захлебнувшейся фронтальной атаке Железной дивизии, генерал Брусилов приказал генералу Зайончковскому атаковать Луцк с севера. Получив распоряжение Брусилова, тот отдал по корпусу многоречивый приказ, в котором говорилось, что Железная дивизия не смогла взять Луцк, и эта почетная и трудная задача возлагается на Зайончковского… Припоминал праздник Рождества Богородицы, приходящийся на 21 сентября. Приглашал войска «порадовать матушку царицу» и в заключение восклицал: «Бутылка откупорена! Что придется нам пить из нее — вино или яд — покажет завтрашний день».
Но пить вино на завтрашний день Зайончковскому не пришлось. Наступление не подвинулось вперед, и он потребовал у штаба армии передать на усиление один из полков дивизии Деникина, что и было сделано. Антон Иванович же остался с тремя полками. Кроме того, в ночь на 23 сентября Деникин получил приказ из армии: ввиду того, что Зайончковскому доставляет большие затруднения сильный артиллерийский огонь противника, начальнику 4-й стрелковой дивизии, по просьбе командира корпуса, приказано вести стрельбу всеми батареями соединения в течение ночи, «чтобы отвлечь на себя неприятельский огонь».
Стрелять в течение всей ночи, когда в дивизии каждый снаряд на учете. Но приказ Антон Иванович исполнил.
Эта нелепая стрельба обнаружила врагу расположение скрытых батарей Железной дивизии, и к утру положение соединения Деникина стало трагичным. Антон Иванович вызвал к телефону трех командиров полков и, обрисовав обстановку, сказал: «Наше положение пиковое. Ничего нам не остается, как атаковать».
Все командиры полков согласились с начальником. Брусилов потом писал об этом эпизоде так:
«
Вслед за этим Зайончковский доложил о взятии Луцка. На его телеграмме Брусилов сделал шутливую пометку: «И взял там в плен генерала Деникина…»
За первое взятие Луцка (Антону Ивановичу пришлось его брать вторично в 1916 году) Деникин был произведен в генерал-лейтенанты. Требование Зайончковского наградить его Георгиевским крестом удовлетворено не было.
За всю Луцкую операцию Железная дивизия взяла в плен 158 офицеров и 9773 солдата, то есть количество, равное ее составу. Но дивизия была сильно потрепана. Через два дня ее сменили и вывели, как всегда, в резерв командующего армией.
Однако гримасы военной истории зачастую бывают ужасными. Линии Стырь и Луцк, доставшиеся ценою таких героических усилий, были оставлены без давления противника. Генерал Брусилов получил от главкома армиями фронта приказ: