Кроме того, на Гродно после дневки вечером 20 сентября была направлена 4-я кавдивизия. В 9 часов 21 сентября в Гродно подошла и 20-я мотобригада, а прибывший с мотоотрядом 6-го кавкорпуса (3 танка БТ-5 и 2 бронемашины) Еременко решил возглавить атаку моста. Сев в бронемашину, он двинулся во главе атакующих, но вражеский снаряд заклинил башню. Пересев в другую бронемашину, Еременко вновь возглавил атаку и прорвался на мост, где от перегрева у бронемашины заглох мотор. Открыв огонь из пушки по огневым точкам противника, бронемашина вызвала на себя сильный обстрел с того берега, повредивший башню. Наконец механику-водителю удалось завести мотор, и бронемашина тронулась по склону моста назад, но, проехав около 100 метров, мотор снова заглох, и далее бронемашину пришлось буксировать. Теперь Еременко пересел в танк БТ-7 и вновь ворвался на мост. Однако бетонные блоки являлись непроходимым препятствием для танка, и в течение двух с половиной часов он с места вел огонь по противоположному берегу.
Как вспоминал Еременко 30 лет спустя, "на мосту завязался бой с огневыми точками противника. С берега нас поддерживали еще 5 танков... Мы расстреляли весь боекомплект и уничтожили около 20 огневых точек противника. Мой танк тоже пострадал: получил три пробоины, более 20 больших вмятин. Были разбиты пулемет, оба прицела, радиатор, поврежден бензобак. Нас всех - [механика-]водителя [С. П. Елисеева], заряжающего [С. И. Новикова] и меня ранило. На последнем бензине задним ходом танк с трудом ушел в укрытие"680 с наступлением темноты. Сам Еременко был легко ранен в нос и руку осколками брони. Среди оборонявших мост был командир 2-го эскадрона 101-го резервного уланского полка ротмистр К. Лопяновский, который из единственного противотанкового ружья, имевшегося в полку, повредил танк, двигавшийся по железнодорожному мосту через Неман.
В ходе боев 21 сентября 20-я мотобригада смогла занять юго-западную окраину города, но переправиться через Неман не сумела из-за сильного ружейно-пулеметного огня с противоположного берега. К вечеру к городу подошла 4-я кавдивизия и было решено с утра повторить атаку. Однако учитывая результаты боев, командующий обороной генерал бригады в отставке В.-Я. Пшезьджецкий около 16 часов приказал отходить на север. В ночь на 22 сентября польские защитники Гродно покинули город, и утром он был занят советскими частями, которым бои за город обошлись в 57 убитых, 159 раненых, было подбито 19 танков и 4 бронемашины. На поле боя было захоронено 644 трупа, взято в плен 1 543 военнослужащих противника, советскими трофеями стали 514 винтовок, 50 револьверов, 146 пулеметов, 1 зенитное орудие, 1 миномет. Тем временем получив приказ о занятии Сокулки, но не имея горючего, 2-я танковая бригада была вынуждена создать отряд под командованием капитана Новикова в составе 43 танков, мотострелковой роты и взвода противотанковой артиллерии, которому было передано все наличное горючее. Выступив в 7 часов из Волковыска, отряд в 14 часов 20 сентября занял Сокулку, покинутую накануне германскими частями. 11-я кавдивизия и 5-й стрелковый корпус продвигались на запад и юго-запад от Волковыска681 .
Во втором эшелоне за КМГ наступали войска 10-й армии, которые 19 сентября перешли границу с задачей выйти на фронт Новогрудок, Городище и двигаться далее на Дворец. К исходу первого дня наступления войска 10-й армии достигли линии рр. Неман и Уша. Продолжая медленное продвижение во втором эшелоне Белорусского фронта, войска армии к исходу 20 сентября вышли на рубеж Налибоки, Деревна, Мир, где получили задачу выдвигаться на фронт Сокулка, Большая Берестовица, Свислочь, Новый Двор, Пружаны. Вечером приказом командующего Белорусским фронтом № 04 армии были подчинены войска 5-го стрелкового, 6-го кавалерийского и 15-го танкового корпусов. Однако в ходе переговоров командующих войсками 10-й армией, КМГ и Белорусского фронта 21 сентября было решено оставить 6-й кавалерийский и 15-й танковый корпуса в составе КМГ682 .
На фронте 4-й армии, имевшей задачу наступать на Барановичи с выходом к исходу первого дня операции на линию Снов, Жиличи, наступление началось в 5 часов утра 17 сентября. В 22 часа 29-я танковая бригада заняла Барановичи и расположенный здесь же укрепленный район, который не был занят польскими войсками. Первым в город вошел танковый батальон под командованием И.Д. Черняховского. В районе Барановичей было пленено до 5 тыс. польских солдат, советскими трофеями стали 4 противотанковых орудия и 2 эшелона продовольствия. 8-я стрелковая дивизия заняла Несвиж и продвинулась до Снува, а 143-я стрелковая дивизия заняла Клецк. К исходу 18 сентября 29-я и 32-я танковые бригады, двигавшиеся по шоссе Барановичи - Кобрин, вышли на