Перейдя Усожу где-то юго-восточнее моста, мотострелки 42-й танковой бригады атаковали немецкие позиции у моста с левого фланга, произведя панику среди немецких саперов, однако силами офицеров начавшаяся паника и неорганизованный отход были остановлены, а атака мотострелков отбита. Чуть позже мотоциклистами 2-й роты разведывательного батальона был подбит один из советских танков перед мостом, затем на минах перед перекрестком подорвались 2 танка КВ-1 и 1 грузовик. Грузовик был уничтожен взрывом, однако у танков оказались лишь разорваны гусеницы и повреждены катки. Открывшие по ним огонь противотанковые пушки так и не смогли пробить их броню. Позже оба танка были окончательно выведены из строя установленными саперами взвода Боестела минами.
Тем временем еще несколько танков 42-й танковой бригады, вероятно, по соседней дороге со стороны села Война вошли в Лугань, где затем у перекрестка дорог один из танков (Т-34) подорвался на минах и загорелся. В 6.50 еще несколько танков, стреляя с коротких остановок, вышли к минному заграждению на дороге Лугань - МТС, однако ответным огнем были подожжены следовавшие позади танков грузовики, после чего танки, развернувшись, отошли обратно.
Чуть позже 6 танков вновь атаковали Лугань, однако немецкие саперы во главе с фельдфебелем Санктйохансером (Sanktjohanser) успели перенести с другого участка свои противотанковые мины на участок дороги Лугань - МТС вблизи перекрестка, где один из танков подорвался на мине, однако повреждения оказались незначительными (поврежден опорный каток), и все 6 танков продолжали вести атаку на Лугань. Чуть позже еще 11 танков с грузовиками с пехотой позади вновь атаковали на мост через Усожу, обратили в бегство немецкий пехотный заслон на северном берегу, после чего из деревни Лугань отошла и саперная группа Санктйохансера. Бой завершился лишь в 14.00 с подходом переброшенного сюда 2-го батальона 18-го танкового полка (18-я ТД).
Всего в бою за Лугань 3 октября 17-я танковая дивизия по собственным данным вывела из строя 15 танков и 10 грузовиков, захватила свыше 100 пленных, в т.ч. 2 саперных взвода 3-й роты 27-го саперного батальона минами и в ближнем бою уничтожили 9 танков, потеряв 2 человек убитыми, 8 ранеными и 1 грузовик вышедшим из строя. Потери других подразделений 17-й танковой дивизии неизвестны. К 14.15 по данным немецкой авиаразведки лишь 5-6 советским танкам (в т.ч. 3 тяжелым) удалось прорваться через Лугань в северо-восточном направлении, на Бобрик, на их преследование были послан 2-й батальон 18-го танкового полка, который к 14.45 вышел в 3 километрах северо-восточнее Лугани.
Не смотря на то, что бой за Лугань привел лишь к прорыву нескольких танков из состава 42-го танкового полка, а также к большим потерям в технике и людях, достаточно много уцелевших в том бою экипажей танков было позже награждено. Согласно этим наградным листам наиболее отличились:
экипаж танка комиссара 1-го танкового батальона старшего политрука Василия Заматаева (уничтожил 2 тяжелые пушки с прислугой, 8 мотоциклистов и до роты пехоты);
экипаж танка КВ-1 комиссара танковой роты политрука Аркадия Боровкова (вел бой на подбитом танке, т.к. крупнокалиберными снарядами была пробита ходовая часть, 2-е левое и правое колесо; в Игрицком подорвался на мине, однако механик-водитель танка воентехник 2-го ранга Евгений Орлов в течение 6 часов под огнем противника восстановил гусеницу этого танка и гусеницу соседнего подорвавшегося танка КВ-1 и вывел танк с поля боя, его экипаж за это время уничтожил прислугу 5 пушек и 4 пулемета);
экипаж танка КВ-1 взводного лейтенанта Дмитрия Гурьянова (младший механик-водитель старший сержант Николай Юрченков; уничтожил тяжелое орудие, несколько пулеметных точек и до взвода пехоты; танк смог прорваться через минное поле),
экипаж танка КВ-1 младшего лейтенанта Георгия Саратова (старший механик-водитель младший воентехник Борис Голубев, командир орудия красноармеец Григорий Кириченко, радист ефрейтор Михаил Мишалов; уничтожил 2 транспортные машины, 2 пушки, до 2 взводов пехоты; под огнем противника экипаж помог экипажу соседнего танка надеть гусеницу, а затем вывел свой танк с минного поля);
экипаж танка КВ-1 взводного лейтенанта Николая Кузнецова (командир орудия воентехник 2-го ранга Вячеслав Григорьев, радист сержант Наум Башкин, младший механик-водитель сержант Никонор Куртенков, также в танке со 2 октября находился ротный воентехник 1-го ранга Николай Бондаренко; участвовал в бою с заклиненной пушкой, в качестве головной машины принимая на себя огонь вражеской батареи, отвлекая ее внимание от остальных машин полка, подавил тяжелое орудие, уничтожив его прислугу, вывел из строя 4 мотоцикла, уничтожил 20 человек мотопехоты; танк по-видимому подорвался на мине, однако экипаж на поле боя восстановил ходовую часть, при этом радист Башкин был ранен осколком в руку).
Танк (по видимому, Т-34), где радистом был красноармеец Андрей Морозов, проводил эвакуацию с поля боя танков Т-30. При переходе Усожи вброд танк завяз в реке по самую башню и был атакован немецкими танками, однако сменивший у орудия своего командира радист Морозов уничтожил 2 немецких танка. Также отличился радист танка Т-34 красноармеец Григорий Иващенко, который после того, как его пулемет вышел из строя, огнем из ППШ из люка механика-водителя убил до 15 немцев, а экипаж танка, где механиком-водителем был красноармеец Александр Ребус, уничтожил 2 пулеметные точки и 15 пехотинцев и помог переправиться через Усожу соседнему подбитому в бою танку, выведя его в безопасное место.
Часть танков 42-го танкового полка так и не прорвалась через Усожу. Утром тяжелые советские танки из лесного участка в 1,5 километрах юго-западнее Лепешино (ныне Лепешкина) обстреляли эту деревню, однако затем подверглись обстрелу тяжелой артиллерией 18-й танковой дивизии и зенитными орудиями и прекратили вести огонь. В 12.00 тяжелые танки 42-й танковой бригады с северо-запада обстреляли плацдарм 18-й танковой дивизии на реке Сев у Чемлыжа, где оборонялась одна рота 2-го батальона 101-го мотострелкового полка с 1 88-мм зенитным орудием. Позже, собравшись вместе, оставшиеся на южном берегу Усожи танки 42-й танковой бригады двинулись в обход немецкого заслона в Игрицком по дороге на запад, на село Селечня, вероятно, для последующей переправы через Усожу вброд севернее Селечни. В 17.00 штаб 17-й танковой дивизии отчитался в штаб корпуса об отходе на Селечню 16 советских танков, еще около 10 советских танков наблюдались ею на опушке леса юго-западнее Логиревки.
После фактического провала прорыва 42-го танкового полка на северный берег Усожи и выхода туда немецких танков штаб 42-й танковой бригады с зенитным дивизионом, разведротой, ротой управления и по некоторым данным с 10 танками (5 Т-34, 5 Т-30) перешел сначала в район Логиревки (ныне Лагеревка), а к полудню - в лес севернее хутора Соколовский (ныне не существует, 5,5 км северо-восточнее Лагеревки). В районе Логиревки оставались прорвавшиеся на северный берег Усожи танки 42-го танкового полка. Прикрывая деревню, танки не дали подойти к ней немецкой колонне, при этом экипаж танка КВ-1 взводного лейтенанта Дмитрия Гурьянова уничтожил 1 пушку и до взвода пехоты, а экипаж танка КВ-1 младшего лейтенанта Георгия Саратова уничтожил до взвода пехоты (в наградных листах стоит дата 4 октября, но это сомнительно). Возможно, что в данной колонне находились подразделения мотоциклетной роты 27-го разведывательного батальона и саперного взвода лейтенанта Боестела (3-я рота 27-го саперного батальона), которые в 11.00 3 октября выдвинулись от моста через Усожу для разведки и овладения мостом через Неруссу севернее хутора Соколовский. Уже после прекращения боев в районе Лугань в 16.30 в обход танков 42-й танковой бригады в Логиревке по дороге Зиновкино - Лубошево в направлении моста через Неруссу направились главные силы мотоциклетной и саперной рот. В 19.00 эта колонна, в которой советские войска насчитали 25-30 танков (вероятно, за танки были приняты бронемашины 1-й роты 27-го разведывательного батальона), была обнаружена штабом 42-й танковой бригады, после чего на ее перехват с северо-восточной опушки леса севернее хутора Соколовский на возвышенность северо-восточнее этого хутора были переброшены 5 танков Т-34 и Т-30 42-й танковой бригады, которые затем атаковали данную колонну и вынудили ее свернуть на восток.