Уже вечером 23 июня полковник Пушкин получил новый приказ командующего 6-й армией на уничтожение прорвавшейся пехоты и 300 танков противника в районе Каменка-Струмилова. Части дивизии и группа подполковника Голяса стали выполнять и этот приказ, однако никакого противника в том районе не оказалось, а в Каменке были советские танки. Таким образом, в течение суток 32-я танковая дивизия в основном совершила длительные марши, общая протяженность которых составила свыше 100 километров (группы Голяса — 130 км). 23 июня вела бой только группа подполковника Лысенко.
Два танковых и один мотострелковый батальоны под командованием подполковника Лысенко в тот день, с 7 до 20 часов вели непрерывный бой на юго-западной окраине Радзехова с 11-й танковой дивизией XXXXVIII моторизованного корпуса 1-й танковой группы, совместно с передовыми частями 10-й танковой дивизии 15-го механизированного корпуса. В этом бою группа Лысенко уничтожила 18 танков, 15 орудий и до взвода мотопехоты противника. Потери группы составили 11 танков. В итоге она, не достигнув успеха, отошла в район Батятыче.
Несмотря на успешные действия отдельных частей и подразделений, 4-й и 15-й механизированные корпуса не нанесли противнику значительного урона. К исходу дня соединения немецкой 1-й танковой группы захватили Радзехов и Берестечко.
Вечером 22 июня в штаб фронта прибыл генерал армии Жуков. Ознакомившись с обстановкой, он стал принимать меры к созданию сильной группировки танковых войск в районе Броды, которая была бы способна во взаимодействии с ровенской группировкой (9-й, 19-й, 22-й МК) разгромить вклинившегося противника. Так как части 4-ro и 15-го мехкорпусов были втянуты в бои и действовали в широких полосах, он решил уменьшить полосу действия 15-го корпуса и усилить его за счет 4-го. По его приказанию, отданному генералу Музыченко, из состава 4-го мехкорпуса выводилась 8-я танковая дивизия. Генерал Жуков рассчитывал нанести мощный удар и районе Броды силами 8-го и 15-го МК. Так как 8-й мехкорпус не требовал усиления, он подчинил 8-ю танковую дивизию командиру 15-го мехкорпуса генералу Карпезо.
Утром 24 июня 1941 года 8-я танковая дивизия была выведена из состава корпуса. Ей было приказано пополняться горючим и боеприпасами и сосредоточиться в районе Жулкев, для получения дальнейших приказаний. Затем, в дополнение к ранее отданному распоряжение № 009, командующий армией приказал: 8-й танковой дивизии по достижении Жулкева продолжить движение в район Буск, где поступить в подчинение командира 15-го МК. К дивизни должен был присоединиться ее моторизованный полк, находящийся во Львове.
В дальнейшем, до начала июля, дивизия действовала в составе 15-го механизированного корпуса на Радзеховском направлении,
25 июня контрудар в направлении Радзехов и Сокаль 15-й мехкорпус должен был наносить во взаимодействии с 4-м мехкорпусом. Однако от последнего на радзеховском направлении действовала только 8-я танковая дивизия. 32-ю танковую дивизию командующий 6-й армией вывел из боя и 24 июня направил в район Яворова для нанесения контрудара по яворовской группировке.
24 июня боевым приказом командующего 6-й армией № 002 командиру 4-го мехкорпуса ставилась следующая задача: подчинив группу Лысенко и передав обратно 81-й моторизованной дивизии один мотобатальон, приданный 32-й танковой дивизии, не ожидая их подхода, выступить и направлении Нагачув, Залеска Воля. Далее, во взаимодействия с 97-й стрелковой дивизией, 4-му МК следовало в 14:00 24 июня 1941 года нанести удар в направлении Нагачув, Залеска Воля, разгромить противника в районах Ольшина, Хотынец, Млыны, отбросить его за реку Сан и тем снять угрозу охвата соседа слева.
32-й моторизованный полк направлялся во Львов, где должен был сменить 8-й моторизованный полк, несший гарнизонную службу в городе.
32-я танковая дивизия, двигавшаяся днем 24 июня с востока по улицам Львова, столкнулась с колоннами 8-го механизированного корпуса, который двигался навстречу. Создались пробки, которыми воспользовались украинские националисты, беспрестанно обстреливавшие советские подразделения с крыш домов и чердаков. С 13 до 24 часов 24 июня в городе шли настоящие уличные бои с применением стрелкового, а иногда и артиллерийского оружия. Националисты смогли прорваться в городскую тюрьму и выпустить из нее всех заключенных, они же прервали проводную связь штаба 6-й армии со штабом фронта, подняли настоящую панику среди городского населения и части армейских тыловых служб.
32-й танковой дивизии лишь к вечеру 24 июня удалось вырваться из города, охваченного беспорядками, и к рассвету 25 июня сосредоточиться в районе восточнее Яворова. Туда же прибыло управление корпуса с корпусными частями. Во Львове для поддержания порядка были оставлены моторизованный полк 32-й танковой дивизии, 202-й моторизованный полк 81-й моторизованной дивизии, а также ряд подразделений 8-го мехкорпуса и войск НКВД.
К 2 часам ночи 25 июня 32-я танковая дивизия сумела, выйдя из Львова, сосредоточиться в Яновском лесу, в районе Грабник.
81-я моторизованная дивизия еще в 8:30 23 июня получила приказ командира корпуса сосредоточиться в районе Добросин и вести разведку северо-западнее Львова.
К 5 утра 24 июня части дивизии сосредоточились в указанном районе и в 6:30 перешли в наступление в направлении Крехув, Магерув, Немирув. В 14:00 высланный разведотряд дозорами не установил наличия противника в Немируве, однако в 15:00 весь отряд был атакован в городе противником. К 17:00 два батальона 53-го танкового полка и подразделения 323-го мотострелкового полка очистили Немирув от немцев, однако в виду малочисленности пехоты закрепить успех не удалось, танки были отведены и город был оставлен. 2-й дивизион 125-ro артполка, который должен был поддержать огнем атаку 53-го танкового полка, опоздал с развертыванием и не произвел ни одного выстрела. Танковый полк потерял в бою за Немирув 36 танков БТ-7 и до 65 % личного состава 8-й стрелковой роты 323-го полка. С 20:00 части дивизии совершали марш в район Язув Новый, Шкло.
Командование 6-й армии планировало с утра 25 нюня использовать 4-й мехкорпус (без 8-й танковой дивизии) в полосе 97-й стрелковой дивизии, где сложилась крайне тяжелая обстановка в связи с развитием наступления XXXXIX горного корпуса 17-й немецкой армии. Нанеся короткий удар на фронте Вельке Очы, Дрогомысль, Завадув, к исходу дня корпусу требовалось сосредоточиться в районе Шерзец, Рабы, Ульхувэк (район 5 км восточнее Немирова) и иметь в виду 26 июня 1941 года нанесение удара в направлении Смолин, Подемщизна, для разгрома противника на фронта 41-й и 159-й стрелковых дивизий.
Однако штаб 6-го стрелкового корпуса подготовил 32-й танковой дивизии самостоятельную задачу — атаковать в направлении сильно укрепленного противотанкового района, без поддержки пехоты и артиллерии. Задача осложнялась наличием в этом районе реки Якши и заболоченной долины около Язува Старого. К 14 часам дивизия сосредоточилась на исходных позициях в районе Шипки, Ташыки, Бороусы. В 18:20 она атаковала части XXXXIX горного корпуса противника в направлении Басяки, Вереницы, Семерувка. В результате атаки 32-й танковой дивизии, направленной на улучшение положения 6-го стрелкового корпуса, ведущего тяжелые бои в районе Яворова, противник понес потери: 16 танков, 12 орудий, 14 прицепов с боеприпасами. Дивизия не досчиталась 15 боевых машин 63-го танкового полка, 64-й же полк вообще в атаке не участвовал, его танки завязли в болоте. Части дивизии были вынуждены отойти на исходные позиции.
