Оказавшись в осаде, лишенный связи с командованием и подвоза подкрепления, Штюмлер не стал дожидаться, когда орудия русских превратят крепостные форты в руины, и решил пробиваться на соединение с варшавской группировкой генерала фон Бредова. Ошибочно посчитав, что с севера у него находятся только одни конные заслоны Шкуро, рано утром 17 сентября он вывел свои войска из крепости, оставив в ней только арьергардный отряд.
Опасаясь, что противник все же обнаружит его отступление, Штюмлер приказал своим батальонам идти как можно быстрее, без проведения разведки, за что жестоко поплатился. Походная колонна саксонцев успела пройти несколько километров, когда по ним с ближайших к дороге холмов неожиданно ударили пулеметы. Стреляли с двух сторон, насквозь прошивая длинными очередями передние ряды идущей пехоты. Не успели застигнутые врасплох солдаты развернуться в боевые цепи и открыть ответный огонь, как к ожесточенному треску пулеметов присоединились гулкие минометные завывания, и среди распластавшихся на земле людей стали вырастать черные разрывы мин.
Завязался ожесточенный встречный бой, и чем дольше он продолжался, тем отчетливее стало ясно, что немцы ведут бой не с засадой малочисленных диверсантов, а с крупным воинским подразделением. С каждой минутой сражения сопротивление русских неуклонно возрастало. Оружейный огонь становился все гуще и плотнее, а вскоре по саксонцам открыли огонь полевые орудия, полностью перечеркивая надежды на возможный прорыв.
Не желая признавать свое поражение, Штюмлер попытался обойти вражеский заслон с правого фланга, но и здесь немецкие солдаты наткнулись на плотный заградительный огонь, а там, где не было пулеметов и пушек, дорогу преграждали кавалеристы генерала Крымова.
Получив отпор, Штюмлер решил атаковать противника с другого бока и начал перебрасывать свои силы на левый фланг, но в этот момент саксонцы подверглись удару с воздуха. Два русских бомбардировщика «Илья Муромец», вылетевшие на бомбежку участка железной дороги Ивангород-Варшава, вначале щедро забросали немцев бомбами, а затем долго ходили над головами упавших пехотинцев, поливая их пулеметными очередями.
Воздушный налет стал последней каплей, переполнившей чашу терпения Штюмлера. Потеряв в бою только убитыми около трехсот человек, генерал решил повернуть обратно, однако к этому времени в самой крепости уже шли ожесточенные бои.
Узнав от перебежчиков о скрытом оставлении немцами крепости, генерал Грошев отдал приказ о штурме Ивангорода. Атака была успешной. Пользуясь малым числом защитников крепости, русские пехотинцы смогли сломить их сопротивление и стали захватывать крепостные укрепления одно за другим.
Когда саксонская дивизия вернулись в крепость, в руках оставленного