17 сентября в 5 часов утра началось наступление на фронте 4-й армии, в задачу которой входило, двигаясь на Барановичи, к вечеру первого дня выйти на линию Снов — Жиличи. К 10 часам вечера 29-я танковая бригада овладела Барановичами и расположенным здесь же укрепрайоном, который не был занят польскими войсками. Первым в город вошел танковый батальон под командованием И. Д. Черняховского.
В районе Барановичей советские войска взяли в плен около 5 тысяч польских солдат, четыре противотанковые пушки и два эшелона с продовольствием.
8-я стрелковая дивизия 4-й армии заняла Несвиж и продвинулась до Снува, а 143-я стрелковая дивизия заняла Клецк. К вечеру 18 сентября 29-я и 32-я танковые бригады, двигавшиеся по шоссе Барановичи — Кобрин, вышли на реку Шара, 8-я стрелковая дивизия прошла Барановичи, а 143-я стрелковая дивизия продвинулась до Синявки.
К исходу 19 сентября 29-я танковая бригада вошла в Пружаны, где оставалась до 22 сентября. 32-я танковая бригада заняла местечко Миньки, расположенное на шоссе Барановичи — Кобрин. 8-я стрелковая дивизия подошла к реке Шара, 143-я стрелковая дивизия заняла район Ольховка — Городище.
20 сентября к 21 часу 32-я танковая бригада вошла в Кобрин, а 8-я стрелковая дивизия — в Ружаны, 143-я стрелковая дивизия заняла Ивацевичи.
29-я танковая бригада, оставшаяся в Пружанах, занималась осмотром и ремонтом танков и вела разведку в сторону Бреста. У Видомля был установлен контакт с германскими частями.
Войска Украинского фронта 17 сентября перешли польскую границу и стали продвигаться в глубь страны. На северном фланге на фронте от Олевска до Ямпола развернулась 5-я армия, в задачу которой входило «нанести мощный и молниеносный удар по польским войскам, решительно и быстро наступать в направлении Ровно». В районе Олевска сосредоточилась 60-я стрелковая дивизия, имевшая задачу наступать на Сарны. В районе Городища развернулся 15-й стрелковый корпус. Ближайшей его задачей был выход к реке Горыни, а к вечеру 17 сентября он должен был занять Ровно. В районе Острог — Славута развернулся 8-й стрелковый корпус, имевшей своей задачей к исходу дня занять Дубно. 18 сентября 15-й и 8-й стрелковые корпуса должны были занять Луцк и двинуться в сторону Владимира-Волынского. В 5 часов утра 17 сентября части 5-й армии перешли границу, сломив незначительное сопротивление польских пограничных частей.
К утру 19 сентября 60-я стрелковая дивизия достигла Сарненского укрепрайона и завязала бои за овладение им. Советские части вели борьбу с дотами противника на правом берегу реки Случь. В ходе двухдневных боев советские войска прорвали укрепрайон на фронте Тынне — Князь-Село и 21 сентября вступили в Сарны, откуда польские войска отступили в Полесье. До 25 сентября бойцы 60-й дивизии очищали Сарненский укрепрайон от вооружения и боеприпасов.
17 сентября в 18 часов передовой отряд 45-й стрелковой дивизии занял Ровно, разоружив там мелкие польские части. Наступавшая севернее 87-я стрелковая дивизия 15-го стрелкового корпуса 19 сентября в районе Костополя вступила в бой с двумя пехотными полками противника. После непродолжительной перестрелки полторы тысячи поляков при 25 полевых орудиях сдались, а остальные разбежались.
21 сентября в 4 часа утра разведбатальон 45-й стрелковой дивизии вошел в Ковель. Польские части, находившиеся в городе, боя не приняли и бежали на запад.
21–22 сентября 87-я стрелковая дивизия на рубеже Навуз — Боровичи была остановлена хорошо укрепившейся группой 3-го польского пехотного полка и вступила в бой. «21 сентября разведбатальон и танковая рота при входе в деревню Навуз были обстреляны ружейно-пулеметным огнем и огнем противотанковых орудий. Разведбатальон и танковая рота отступили с некоторыми потерями. В бой были брошены подразделения 16-го стрелкового полка, 43-го разведбатальона, 212-го гаубичного артполка и 71-го противотанкового дивизиона. В бою 21–22 сентября на Безымянной высоте в Навуз противник был уничтожен. Остатки преследовались до Боровичи. В результате боя поляки имели 260 человек убитых и раненых и 120 пленных», было подбито одно 45-мм орудие и три станковых пулемета.
