Пока шли бои в районе Вильно, 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 следующего дня из танковых батальонов 100-й и 2-й стрелковых дивизий и бронероты разведбатальона 2-й дивизии была сформирована моторизованная группа под командованием комбрига Розанова. В районе фольварка Бердовка группа взяла в плен около 300 польских солдат, а поздно вечером вступила в Лиду. В 7 часов 20 сентября ей была поставлена задача наступать на Гродно. Тем временем главные силы корпуса продвигались на запад и к исходу 22 сентября достигли линии Радунь – Лида.
На фронте Фаниполь до Несвижа 17 сентября перешли в наступление части конно-механизированной группы Болдина (5-й стрелковый, 6-й кавалерийский, 15-й танковый корпуса – 65 595 человек, 1234 орудий и минометов, 864 танка). На левом фланге рвался на запад 15-й танковый корпус (461 танк БТ, 122 бронеавтомобиля). К вечеру его 27-я танковая бригада форсировала реку Сервечь, 2-я танковая бригада – реку Уша. Около 16 часов следующих суток 2-я бригада уже заняла Слоним. Отступивший польский гарнизон сжег один из двух мостов через реку Щара. Утром 19 сентября командир корпуса М.Л. Петров получил приказ совместно с моторизованными отрядами 13-й и 4-й стрелковых дивизий к исходу дня занять Гродно и Сокулку, однако скорость советского продвижения замедлилась из-за отставания тылов. Лишь около 16 часов передовой отряд 2-й танковой бригады вступил в уже занятый казаками Волковыск. 27-я танковая бригада вошла во Дворец. Туда же подтягивалась и 21-я тяжелая танковая бригада (105 танков Т-28 и 29 танков БТ). Высосав из баков последние капли топлива, бронированная армада в 600 боевых машин замерла. В течение всего дня основные силы 15-го танкового корпуса простояли, растянувшись по дороге от Слонима до Волковыска, представляя идеальную цель для авиации, если бы она у противника имелась. С востока к Слониму подходила 20-я мотобригада, что еще больше загромождало дороги и задерживало подход тыловых колонн.
Неудачные действия 15-го танкового корпуса в Белоруссии привели к тому, что уже в ноябре 1939 года, по настоянию Б.М. Шапошникова и начальника Автобронетанкового управления Д.Г. Павлова, было признано необходимым расформировать эти громоздкие соединения (в Красной Армии было четыре танковых корпуса) и иметь в составе бронетанковых войск только отдельные бригады со штатной численностью 258 танков. В 1940 году, после сенсационных побед германских танковых