Последствия неудачи и напрасных потерь 20-й тбр 15 октября сказались на событиях следующего дня, 16 октября, когда состоялась контратака главных сил прибывшего 322-го полка 32-й сд на Бородино и Семеновское. Почти безнадежным предприятием делал предстоящий контрудар тот факт, что о нем оказались извещены немцы. В отчете отдела 1с 10-й тд прямо указывается: «Согласно показаниям пленных 1-й и 2-й батальон 322-го сп собираются в ночь на 16.10 атаковать и захватить Ельню». Подразделения «Дас Райха» и 10-й тд ждали атаку и готовились к ней.
Контрудар проводился в итоге силами 3-го и 1-го батальонов 322-го полка. Эсэсовцы обещанной перебежчиками контратаки не дождались. Противником советской пехоты стали подразделения 10-й тд, в том числе танки. Поддержки своих танков атака не имела, что в конечном итоге предопределило неудачу этого выпада. Встреченные немецкими танками и сильным пулеметным огнем противника батальоны понесли большие потери, по оценке в ЖБД полка «до 60 % состава». Тем не менее удар дальневосточников произвел впечатление на противника, он оценивается как: «Крупные силы противника атакуют Татарин [о] с запада». Одновременно отмечалось, что контрудар получил значимую артподдержку: «Мощный обстрел с фланга, из района Воронино – Шевадино». Это вели огонь артиллеристы, оказавшиеся на фланге вклинения в позиции УРа. В ночь с 16 на 17 октября остатки батальонов 322-го полка сводятся в один 2-й батальон. В тот же день 16 октября на наблюдательном пункте армии был ранен командарм Д.Д. Лелюшенко. 18 октября в командование 5-й армией вступил генерал Л.А. Говоров.
По состоянию на 17 октября 1941 г. танковые бригады на Можайском направлении могли противопоставить противнику:
18- я тбр – ни одного боеготового танка;
19- я тбр – 4 Т-34 и 17 Т-40;
20- я тбр – 14 Т-34, 5 Т-40 и 13 Т-26 (часть боевых машин бригады находилась на Верейском направлении).
Обходной маневр противника распознается советским командованием, и вновь организуется контрудар оставшимися в строю танками 20-й тбр. В атаку на Утицу и ст. Бородино идут 5 Т-34 и 4 Т-40, которым придается рота пехотинцев из 17-го си. Противником эта вылазка оценивается как: «Вклинилось несколько тяжелых танков». По итогам дня из числа атаковавших боевых машин 4 Т-34 и 1 Т-40 подбиты и сожжены. Также немцев контратакуют с запада (!) обойденные части, занимавшие оборону на Можайском УРе.
Утром 17 октября штаб 5-й армии также предпринимает попытку сдержать продвижение противника контрударом последнего резерва – 19-й тбр. Бригаде приказывается контратаковать в направлении станции Бородино. Несмотря на то, что начало атаки подстраивается к моменту готовности артиллерии, выпад успеха не имел и обошелся в 2 Т-34 и 3 Т-40 сожженными.
Одновременно советское командование пытается активнее использовать в борьбе за район Бородино авиацию. В районе Бородино