16 sierpnia marszałek Józef Piłsudski rozpoczął polskie przeciwnatarcie. Dowodzona przez Naczelnego Wodza Grupa Manewrowa ruszyła do ataku znad dolnego Wieprza. Sowieci byli całkowicie zaskoczeni kontrofensywą. Polacy pierwszego dnia przeciwnatarcia rozbili Grupę Mozyrską, dokonali wyłomu w ugrupowaniu przeciwnika i wdarli się na 40 kilometrów w głąb terytorium zajmowanego przez czerwonoarmistów. Na północnym obszarze bitwy z powodzeniem walczyła 5 Armia gen. Władysława Sikorskiego; zdobyła Nasielsk, Ciechanów i Mławę, rozbiła prawe skrzydło wojska sowieckiego Frontu Zachodniego. Oddziały polskich 3. i 4. Armii nocą z 17 na 18 sierpnia dotarły do szosy Warszawa–Mińsk Mazowiecki–Brześć, zaskakując nagłym pojawieniem się tyły sowieckiej 16. Armii. Panikę w szeregach cofających się czerwonoarmistów siały polskie eskadry lotnicze. Skuteczne rajdy zadały przeciwnikowi spore straty.

Sowieci początkowo bagatelizowali znaczenie przeciwuderzenia dla przebiegu bitwy. Wprawdzie docierały do nich meldunki o ruchach polskich wojsk, ale traktowali je jak incydenty nie zasługujące na uwagę. Gdy siły sowieckie ponosiły klęskę, głównodowodzący w bitwie Michaił Tuchaczewski wciąż wydawał rozkazy świadczące o niezrozumieniu przebiegu wypadków na polu walki.

Kontrofensywa znad Wieprza odrzuciła siły sowieckie spod Warszawy, Polacy rozpoczęli działania pościgowe. Odcięli drogi odwrotu 4. Armii i Korpusowi konnemu Gaja. 15. Armia poniosła ciężkie straty, a 16. i 3. wycofały się w rozsypce.

                                                                                                                                 KP