Переход к обороне стал для 17-й танковой дивизии роковым. Столкнувшись с резервом противника, командующий 4-й танковой армией Д.Д. Лелюшенко решил совершить двусторонний охват частей 17-й танковой дивизии и во взаимодействии с 6-м гвардейским танковым корпусом 3-й гвардейской танковой армии нанести одновременно удары по обоим ее флангам. С фронта предполагалось сковать противника двумя бригадами. Осуществив охватывающий маневр, части 10-го танкового и 6-го механизированного корпусов нанесли фланговые удары по 17-й танковой дивизии противника, которая после ожесточенного боя к исходу 13 января была окружена. В дальнейшем дивизия, потеряв почти все танки, пробивалась на север на соединение с основными силами XXIV танкового корпуса. С подходом к полю сражения 16-й танковой дивизии она также была скована частью сил (49-й механизированной бригадой) с фронта в районе Радомице. Главные же силы 4-й танковой армии 14 января нанесли удар по левому флангу 16-й танковой дивизии и отсекли ее от Кельце и 20-й танко-гренадерской дивизии. В контрударе 13 января также участвовал немецкий 424-й тяжелый танковый батальон (переименован из 501-го танкового батальона, 54 «Тигра» и 18 «Королевских тигров» боеготовыми на 30 декабря 1944 г.). Он был использован немцами в районе Лисува (населенный пункт на полпути от Хмельника к Кельце). Контрудар батальона «Тигров» был встречен в оборонительных боевых порядках танками 61-й гвардейской Свердловско-Львовской танковой бригады полковника Н.Г. Жукова (4-я гв. танковая армия) и успеха не имел. Командир 424-го батальона майор Сэмиш был убит. Однако тяжелые потери понесла и советская танковая бригада. В бою погиб командир бригады Н.Г. Жуков. Назначенный командиром бригады вместо Жукова полковник В.И. Зайцев вспоминал: «В деревне Лисув перед нами предстало печальное зрелище. На месте бывших домов и надворных построек дымились пожарища. Повсюду виднелись обгоревшие остовы танков. Единственный уцелевший дом служил и медицинским, и командным пунктом бригады. Поздоровавшись с гвардии подполковником И.И. Скопом, офицерами штаба, я вступил в командование бригадой» ( Зайцев В.И. Гвардейская танковая. Свердловск: Сред.-Урал. кн. изд-во, 1989, С. 91). Что интересно, советские танкисты даже несколько недооценили противостоявшего им противника и считали, что их атакуют «Тигры» и «Пантеры». Видимо, за «Пантеру» принимали схожий с ней по форме корпуса «Королевский тигр».

Отражению контрудара XXIV танкового корпуса сопутствовал прорыв второй полосы обороны совместными действиями танковых и общевойсковых армий 1-го Украинского фронта. В центре наступления советских войск прорыв второй полосы стал продолжением борьбы с резервами противника – 17-я танковая дивизия занимала узел сопротивления второй полосы обороны в районе Хмельника. К исходу дня совместными действиями 52-й и 3-й гв. танковой армии Хмельник был взят. Остатки 17-й танковой дивизии стали пробиваться на север на соединение с 16-й танковой дивизией. Воспользовавшись отходом противника из своей полосы обороны, части 3-й гв. танковой армии ночным маршем вышли основными силами на р. Нида. Перед фронтом 5-й гв. армии крупных оперативных резервов немцев не было. Поэтому войска армии при поддержке частей 31-го и 4-го гв. танковых корпусов за 13 января продвинулись на 18 – 22 км и к вечеру форсировали р. Нида. Оборона немцев перед сандомирским плацдармом была взломана на всю глубину, и войска 1-го Украинского фронта перешли к преследованию противника.