W nocy z 20 na 21 września pułk przeprawił się na zachodni brzeg Niemna i skierował do Puszczy Augustowskiej, gdzie toczył walki z wojskami sowieckimi w rejonie Krasnego Boru i pod Dolistowem Starym nad Biebrzą, w czasie których poniósł znaczne straty. W tym czasie ppłk Dąbrowski postanowił iść na pomoc oblężonej Warszawie. Część oficerów zdecydowała udać się na Litwę lub powrócić do domów, na co dostali zgodę ppłk. J. Dąbrowskiego. Pułkowi w nocy z 24 na 25 września udało się oderwać od nieprzyjaciela. Skierował się na południe na Łomżę, gdzie odebrano wiadomość, że Warszawa kapituluje. O świcie 28 września w rejonie Janowa koło Kolna chory ppłk Dąbrowski rozwiązał resztki swojego pułku (ok. 100 ludzi), przy czym część oficerów i żołnierzy pod dowództwem mjr. Henryka Dobrzańskiego kontynuowała marsz na Warszawę, zaś sam chory ppłk Dąbrowski na początku października przedostał się na Litwę, gdzie na dwa tygodnie trafił do szpitala, a potem był internowany w VI forcie. Po okupacji Litwy przez ZSRR został aresztowany przez NKWD. Z powodu jego zasług w walkach z bolszewikami w latach 1919–1920, został skazany na karę śmierci i stracony w więzieniu w Mińsku w nocy z 16 na 17 grudnia 1940, po straszliwych torturach.