В этот же день, 12 сентября, был образован Лубненский боевой участок, его начальником назначили командира 16-го запасного полка связи полковника М. К. Перепелкина[28], военкомом – старшего батальонного комиссара Е. И. Серебрякова, начальником штаба майора П. Ф. Дейнего. В состав вошел истребительный батальон, которому поручили держать оборону со стороны с. Круглики, а также 94-й пограничный и 125-й артиллерийский полки. В городе также базировался химический полигон фронта, начальником которого был военинженер В. М. Галлак.
Продвигаясь по тылам фронта, генерал Х.-В. Хубе одной из первичных целей избрал захват г. Лубны. Он позволял перехватить предполагаемые пути отхода советских войск с днепровского рубежа на восток. На это направление стал спешно подтягиваться 64-й пехотный полк немецкой дивизии. Не дожидаясь его прибытия, солдаты 3-й роты 16-го саперного батальона захватили мост через р. Сула и ворвались на восточную окраину г. Лубны, где завязался бой. Вскоре им на помощь подоспела 8-я рота 64-го полка, и плацдарм на западном берегу стал быстро расширяться. Вскоре город был полностью очищен, и отступившие красноармейцы закрепились вдоль реки. По мнению командира 16-й танковой, они уже не представляли угрозы, и он отвел большую часть своих войск обратно на восточный берег. Здесь оказались недавно выстроенные оборонительные позиции, на которых предполагалось обороняться от врага, наступавшего с запада. Никто из командиров Красной Армии не мог и предположить, что немецкие войска подойдут с востока.
Генерал Х.-В. Хубе организовал оборону от с. Тишки и далее через села Гребище, Березоточу и Пески. Долина р. Сула на ближайшее время становилась главным оборонительным рубежом соединения, на котором немецкие танкисты и мотострелки готовились встретить всю массу отходящих на восток советских войск 26-й армии. Оставшееся время противник уделил дооборудованию позиций, переброске подкреплений и артиллерии[29].
Рейд 16-й танковой дивизии разорвал оборону 38-й армии, основная ее часть стала отходить на восток и северо-восток, а часть 37-й кавалерийской и 97-я стрелковая дивизии отошли в полосу 26-й армии. Своим приказом генерал Ф. Я. Костенко подчинил их себе и поставил в оборону по западному берегу р. Сула. Перед ними стояла задача не допустить прорыва войск противника во фланг и тыл основной группировки армии, все еще занимавшей оборону по р. Днепр.
В отличие от 97-й стрелковой 37-я кавалерийская оказалась в составе 26-й армии не в полном составе. Часть управления, в том числе командир соединения полковник Г. М. Ройтенберг и военком, осталась вне кольца окружения и отходила в составе 38-й армии. Остальные части двигались сначала в сторону г. Лубны, однако, получив сведения, что у города появились части противника, повернули на запад. В дальнейшем они приняли активное участие в боях на р. Оржица.
В г. Лубны на момент появления передовых частей 16-й танковой дивизии