Во второй половине дня 4-я танковая дивизия возобновила атаки Волынской бригады. Компактная масса немецких танков и мотопехоты при поддержке огня шести батарей атаковала 12-й и 21-й уланские полки восточнее деревни Мокра и вскоре достигла района Клобуцка. Командир кавалерийской бригады организовал контратаку. Смелая контратака и меткий огонь принесли успех. В боевых порядках немецких танков произошло замешательство. Танки, наступавшие сзади, продолжали двигаться вперёд, в то время как головные машины стали поворачивать назад. Дошло до взаимного обстрела. В это же время бронепоезд «Смелый» обнаружил колонну немецких танков, остановившихся для дозаправки. Открыв ураганный огонь, он сумел уничтожить несколько танков и бензозаправщик, что ещё более усилило замешательство в немецких частях. Точных данных о потерях немецких войск в этом бою нет, однако достоверно известно, что только один 35-й танковый полк 4-й танковой дивизии потерял под Мокрой 11 танков Pz.I.
Командующий польской армией «Лодзь» генерал Руммель, переоценив успех первых оборонительных боёв, не выполнил указания главного штаба начать отвод армии на основные рубежи обороны по рекам Варта и Видавка. Он оставил армию на передовых позициях. Это решение Руммеля привело к серьёзному ухудшению положения войск.
Именно развитие наступления 10-й германской армии на варшавском направлении в конечном счёте оказалось решающим для дальнейшего хода войны. Именно в ходе этой наступательной операции был осуществлён первый в истории Второй мировой войны танковый прорыв, ставший в дальнейшем основой тактики германских сухопутных войск.
16-й немецкий моторизованный корпус прорвал польскую оборону в районе Ченстоховы на стыке армий «Лодзь» и «Краков». В результате прорыва обе армии были лишены возможности взаимодействовать и вынуждены были свернуть внутренние фланги. В образовавшуюся брешь, называвшуюся в немецких штабах «ченстоховской брешью», устремились немецкие подвижные соединения. 1 -я танковая дивизия, например, продвинулась на 40 км северо-восточнее Ченстоховы. Вечером 2 сентября армия «Лодзь» вынуждена была начать отступление на рубеж обороны по рекам Варта и Видавка, но удержаться на них уже не смогла. Немецкие войска, используя прорыв, стали продвигаться к северу на Пётркув, заходя в тыл армии «Лодзь».
8-я армия генерала И. Бласковица, действуя на северном крыле группы армий «Юг», развернула наступление на Лодзь. Усилиями 10-й и 8-й армий сопротивление польских армий «Краков» и «Лодзь» было сломлено. Вермахт существенно превосходил польскую армию в подвижности. Поэтому немецкие войска раньше, чем отступающие польские части, выходили на промежуточные рубежи. Массированные удары авиации завершали дезорганизацию обороны.
Против немецких войск, наступавших на главном направлении, польское командование могло использовать резервную армию «Прусы», которая развёртывалась в районе Кельце, Томашув-Мазовецки, Радом. К 4 сентября она ещё не закончила сосредоточение и не была готова осуществить контрудар. Штаб этой армии не имел связи с армиями «Лодзь» и «Краков» и не сумел правильно оценить обстановку. Неожиданно для командования войска армии «Прусы» подверглись в районе Пётркува атакам немецких танковых соединений. Польское главное командование отдало приказ об отступлении армии, но её соединения уже были втянуты в бои. Штаб армии «Прусы» потерял управление, и армия не смогла выполнить поставленные перед ней задачи. Немецкие войска вышли на рубеж Кельце, Пётркув, а 7 сентября подошли к реке Пилица.
Под городком Пётркув (полное название — Пётркув-Трыбунальски) состоялся первый в истории Второй мировой войны встречный танковый бой. Танки 1-й немецкой танковой дивизии встретились со 2-м батальоном лёгких танков, на вооружении которого состояли танки 7ТР. Командир оперативной группы «Пётркув» направил этот батальон на помощь 146-му пехотному полку 44-й резервной дивизии, занимавшему оборону по реке Прудка. Около 15:00 4 сентября два взвода 1-й роты вступили в бой с противником, пытавшимся переправиться через реку. Однако к 18:00 немецким лёгким танкам и бронеавтомобилям удалось осуществить форсирование. В районе д. Ежув их атаковали танки 1-й роты, прикрывавшей отход 146-го полка. Полякам удалось подбить три
