Uderzenie nie przyniosło oczekiwanych efektów, a niemiecka 4 Dywizja Piechoty skutecznie kontratakowała. 19 września przybył pod Krasnystaw gen. Dąb-Biernacki i nakazał 39 DP osłonić się od strony miasta, obejść je i uderzyć na Zamość. Do natarcia na Zamość nakazał zaangażować także oddziały 29 Brygady Piechoty płk. Jana Bratry. W nocy z 19 na 20 września 19 Dywizja Piechoty oderwała się od nieprzyjaciela i ruszyła w kierunku Majdanu Skierbiszowskiego, a 29 Brygada Piechoty uderzyła na Zamość. Kontrataki niemieckie odrzuciły włamujące się do miasta pododdziały brygady i Zamościa nie udało się opanować. Brygada obsadziła wzgórza w rejonie Wisłowiec–Udrycze–Dębowiec–Łaziska, wysuwając czaty w kierunku Sitańca, Sitna i Horysza Polskiego.
W czasie kiedy walczono o Zamość, do sztabu Frontu Północnego dotarła wiadomość o bitwie toczonej przez Armię „Lublin” gen. Tadeusza Piskora w okolicach Tomaszowa Lubelskiego. Dowódca frontu gen. Dąb-Biernacki podjął decyzję o marszu z odsieczą. Nakazał 39 Dywizji Piechoty i 29 BP ominąć Zamość i podjąć marsz na Tomaszów. W nocy z 20 na 21 września dywizja gen. Olbrychta stanęła pod Cześnikami i już rano starła się z niemiecką 4 Dywizją Lekką. Znalazłszy się w ciężkiej sytuacji, Niemcy prosili o pomoc. Z odsieczą pośpieszyła 27 Dywizja Piechoty.