К этому времени "Бригада 2506" уже задействовала все имеющиеся у нее ресурсы, а новый президент США Д. Кеннеди так и не решился отдать приказ о непосредственной огневой поддержке десанта силами ВМС и ВВС США. При этом из-за потери или повреждений практически всех кораблей и высадочных средств не оставалось надежды и на успешную эвакуацию десанта. Утром 18 апреля танки и САУ РВС Кубы вышли к побережью у Плайя- Ларга (откуда начали расстреливать прямой наводкой еще пытавшиеся приблизиться к берегу десантные катера и баржи), после чего продолжили наступление по двум прибрежным дорогам в сторону п. Плайя-Хирон. Из-за болот, охватывающих полукольцом зону высадки, ширина фронта фактически равнялась ширине дороги. Это давало некоторые преимущества обороняющимся, но шансов на успех у десантников из "Бригады 2506" почти не оставалось.
Утром 19 апреля, после продолжительной артподготовки, танки и САУ РВС Кубы в сопровождении многочисленной пехоты начали наступление на Плайя-Хирон. В 17.30 (время местное) этот поселок был взят. Первой в Плайя-Хирон вошла рота Т-34-85 и СУ-100, в составе которой находился сам Кастро. Как принято считать, Фидель лично произвел несколько выстрелов по одному из сидевших на мели и уже горевшему транспортному судну сил вторжения - сначала из танка Т-34-85, а затем из самоходки СУ-100. Момент пересадки Кастро с Т-34 на СУ-100 затем даже был увековечен на кубинской военной медали, посвященной боям на Плайя-Хирон, а танк и САУ (утверждается, что те самые, из которых вел огонь Кастро) сейчас установлены перед входом в мемориальный музей-комплекс "Плайя-Хирон".
Танки ИС-2М (в кинохронике данного боевого эпизода мелькают несколько таких машин) в атаках непосредственно не участвовали, но вели интенсивный огонь по плацдарму из своих 122-мм пушек. Безвозвратных потерь в танках, кроме сгоревшего при штурме Плайя-Ларга Т-34-85, РВС Кубы в этих боях не понесли; прочие потери свелись к перебитым гусеницам (оперативно устранялось на месте) и 2-3 застрявшим в болоте или канавах из-за неопытности водителей Т-34-85 и СУ-100.
Из десяти легких танков М41, имевшихся в составе "Бригады 2506", на плацдарм высадили всего пять машин (остальные, скорее всего, пошли на дно вместе с танкодесантным кораблем, потопленным авиацией).
Они действовали довольно пассивно - вели огонь, в основном, с места и к 19 апреля были либо уничтожены огнем тяжелой артиллерии, либо подорваны своими экипажами. Остов одного М41 сохранился до наших дней в экспозиции мемориального музея-комплекса "Плайя- Хирон". По бронеавтомобилям М8 точных данных нет - вероятно, большинство их тоже погибло вместе с кораблями.
Потери РВС Кубы составили 120-150 чел. (последняя цифра включает мирных жителей, погибших при авианалетах антикастровской авиации). Из 1200 чел. "Бригады 2506", непосредственно участвовавших в высадке, погибло 82 чел. (без учета экипажей сбитых самолетов и команд потопленных судов) и еще 485 захвачено в плен. Остальные смогли сбежать с плацдарма на "подручных плавсредствах" и были подобраны наблюдавшими за высадкой кораблями ВМС США. В декабре 1962 г. Кастро обменял 1113 чел. (пленных и еще несколько сотен сторонников прежнего режима, арестованных за антиправительственную деятельность) на крупные партии медикаментов, медицинского оборудования и детского питания, поставленных из США (на сумму 63 млн. долл.).
Смелые и энергичные действия бойцов Кастро во время отражения десанта на Плайя-Хирон весьма впечатлили новых друзей Кубы и, прежде всего, генсека ЦК КПСС Н.С. Хрущева и министра обороны СССР Р.Я. Малиновского. Руководители Советского Союза решили, что Куба годится для чего-то большего, чем просто вхождение в "социалистическое содружество".