В этот момент подоспела на помощь гвардейская кавалерия Депрерадовича. Два полка — Кавалергардский и Конный, заняли оборону на правом фланге, а Уланский и Драгунский полки подкрепили левый фланг.
Кульминации сражение достигло к 5 часам вечера. Две дивизии пруссаков атаковали левый фланг Костюшко, прорвали оборону и вновь захватили Остров. Но их дальнейшее продвижение было остановлено яростной штыковой контратакой батальона Костромского полка.
Воспользовавшись замешательством противника, устремились в атаку лейб-гвардии Уланский и Драгунский полки. Их повел на врага граф Остерман-Толстой. Одна из дивизий пруссаков бежала в близлежащий лес, вторая — вступила в бой и была разгромлена, только пленными потеряв более 500 человек.
Следующая атака была предпринята пруссаками в час дня. Гогенлоэ, видя неуспех своих войск, в этот раз попытался было разгромить левый фланг союзников, но атака пруссаков была легко отбита: подвижная артиллерия Ермолова совершенно спокойно перекатилась с левого фланга на правый, открыв столь же убийственный огонь. Одновременно Костюшко ударил по врагу на обоих флангах, а два полка казаков послал в обход левого фланга противника. Это вынудило Гогенлоэ прекратить атаку и искать другого решения.
К четвертому часу дня бои стали утихать. Ни одна из сторон не добилась перевеса. Но тут на левом фланге прусской армии затрещали выстрелы: это подошли основные силы армии Бонапарта. Не разворачиваясь даже из походных колонн, они сразу же бросались в бой, проминая тонкие линии прусских построений.
С подходом второй русской армии ситуация резко изменилась. Если в первый день битвы армии Гогенлоэ численностью 60 тысяч солдат противостояли 35 тысяч поляков и 16 тысяч русских, то теперь у союзников был двукратный численный перевес. Измотанный и поредевший в сражении прусские силы были окружены 80-тысячной русско-польской армией. Колонна под командованием Милорадовича заняла Ружаны, где находилась главная квартира Гогенлоэ. Принцу пришлось бежать на юг, оставив свои войска без командования. В наступающей темноте прусским войскам не оставалось ничего лучшего, как скрываться в холодных лесах к востоку от деревни Остров. Весь лагерь и обоз прусской армии оказался в руках победителей.
Командование русско-польской армией принял прибывший старший по чину генерал-поручик Бонапарт. Около 10 часов утра следующего дня русский главнокомандующий приказал войскам строиться в боевые порядки. Тем временем пруссаки, проведшие ночь в сыром лесу под проливным дождём, совершенно утратили волю к сопротивлению.