В 13 часов был занят вокзал. В 16 часов вновь возникла перестрелка у Зеленого моста, в ходе которой были подбиты одна бронемашина и танк. В 11.30 подошла мотогруппа 3-й армии, и приказом Ахлюстина Ломако был назначен комендантом города. К 18 часам сопротивление было сломлено и к вечеру 19 сентября обстановка в городе нормализовалсь, но отдельные перестрелки возникали вплоть до 2 часов ночи 20 сентября. В боях за Вильно части 11-й армии потеряли 13 человек убитыми и 24 человека ранеными, было подбито 5 танков и 4 бронемашины. 20-23 сентября советские войска подтягивались к Вильно, занимаясь очисткой города и прилегающих районов от польских частей. Всего были взяты в плен около 10 тыс. человек, трофеями советских войск стали 97 паровозов, 473 пассажирских и 960 товарных вагонов (из них 83 с продовольствием, 172 с овсом, 6 с боеприпасами, 9 цистерн с бензином и 2 со спиртом).
В 3.40 19 сентября 3-я армия получила приказ организовать охрану латвийской и литовской границ. Однако до подхода стрелковых частей для охраны границ можно было использовать разъезды и мотогруппы из состава 36-й и 24-й кавдивизии, 6-й, 22-й и 25-й танковых бригад. В 22.30 21 сентября 144-й кавполк 36-й кавдивизии, вышедший в районе Мейшагола к литовской границе, рассеял мелкие группки поляков. При приближении разъездов кавдивизии к границе литовские пограничники выбросили белый флаг и заявили: "Мы с вами воевать не хотим, мы держим нейтралитет". Лишь 23-25 сентября подошедшие стрелковые дивизии 3-й армии смогли реально организовать охрану границ.
Пока в районе Вильно происходили все эти бурные события, войска 16-го стрелкового корпуса 11-й армии были повернуты на северо-запад и двинулись к Лиде. В 18 часов 18 сентября передовые части 100-й стрелковой дивизии заняли Крево. С утра 19 сентября из танковых батальонов 100-й и 2-й стрелковых дивизий и бронероты разведбатальона 2-й дивизии была сформирована моторизованная группа 16-го стрелкового корпуса под командованием комбрига Розанова, которая выступила в направлении Лиды. В районе фольварка Бердовка мотогруппа взяла в плен около 300 польских солдат с кассой в 22 тыс. злотых. В 23 часа группа вступила в Лиду, уже занятую 152-м кавполком 6-го кавкорпуса, где смогла заправиться местным горючим. В 7 часов 20 сентября ей была поставлена задача наступать на Гродно. Продвигаясь к городу, мотогруппа у Скиделя столкнулась с польским отрядом (около 200 человек), подавлявшим антипольское выступление местного населения. В этом карательном рейде были убиты 17 местных жителей, из них 2 подростка 13 и 16 лет. Развернувшись, мотогруппа атаковала противника в Скиделе с обоих флангов. Надеясь остановить танки, поляки подожгли мост, но советские танкисты направили машины через огонь и успели проскочить по горящему мосту, рухнувшему после прохода танков, на другой берег реки Скидель. Южнее плавающие танки самостоятельно форсировали реку. Однако окруженный противник отчаянно сопротивлялся в течение полутора часов и бой завершился лишь к 18 часам. Под конец сражения определенную помощь танкисты получили от вооруженных местных жителей. Группа потеряла 1 бойца раненым, 1 бронемашина была подбита, 1 танк поврежден. Тем временем главные силы 16-го стрелкового корпуса продвигались на запад и к исходу 22 сентября достигли линии Радунь - Лида679 .
Пока войска 3-й и 11-й армий занимали северо-восточную часть Западной Белоруссии, южнее на фронте от Фаниполь до Несвиж перешли в наступление части КМГ, имевшие задачей в первый день наступления достичь Любча, Кирин, а на следующий день форсировать р. Молчадь и двигаться на Волковыск. Наступавший на южном фланге группы 15-й танковый корпус в 5.00 перешел границу и, сломив незначительное сопротивление польских пограничников, двинулся на запад. К вечеру 17 сентября 27-я танковая бригада форсировала р. Сервечь, 2-я танковая бригада - р. Уша, а 20-я мотобригада подтягивалась к границе. Около 16 часов 18 сентября 2-я танковая бригада вступила в Слоним, население которого радостно встретило Красную армию. Отступавший из города польский гарнизон сжег один из двух мостов через р. Щара, и 15-му танковому корпусу пришлось довольствоваться лишь одним мостом. На следующий день передовой отряд 2-й танковой бригады в 16 часов вступил в Волковыск. Тем временем в 8 часов командир 15-го танкового корпуса получил приказ совместно с мотоотрядами 13-й и 4-й стрелковых дивизий к исходу 19 сентября занять Гродно и Сокулку. 27-я танковая бригада вошла в Дворец, туда же подходила и 21-я танковая бригада. Но здесь вновь сказалось отсутствие тылов: в течение всего дня основные силы 15-го танкового корпуса простояли растянувшись по дороге Слоним - Волковыск без горючего. С востока к Слониму подходила 20-я мотобригада, что еще больше загромождало дороги и задерживало подход тыловых колонн.