Однако и новое время наступления оказалось нереальным. 28-я танковая дивизия стояла без горючего. Для заправки танков дивизии требовалось не менее 60–70 тонн бензина, а его на месте не было. Дивизионные склады всё ещё оставались в районе постоянной дислокации, в Риге, в 190 км от расположения дивизии. Начальник тыла корпуса полковник В.Я. Гринберг и начальник снабжения 28-й танковой дивизии интендант 1-го ранга Д.И. Дергачев делали всё, чтобы своевременно обеспечить танковые части горючим. Однако авиация противника непрерывно преследовала высланные в Ригу колонны автоцистерн, и в результате часть необходимого дивизии горючего была доставлена только в 15 часов.
После заправки горючим дивизия перешла к активным действиям. Командир 28-й танковой дивизии в 18 часов при обнаружении немецких танков развернул головной 55-й танковый полк в боевой порядок, двумя танковыми батальонами фронтом к противнику, один танковый батальон получил задачу ударить во фланг немецкой танковой части. Этот манёвр возглавил заместитель командира танкового полка майор Б.П. Попов. К 22 часам 23 июня завязался первый бой советской дивизии с 1-й танковой дивизией вермахта.
Группа Попова в составе 17 танков отбросила противника на 5 км к югу. Вторая группа (23 танка), атаковав противника, смогла овладеть дорогой Калтиненай, Расейняй. В этом бою 28-я танковая дивизия уничтожила 14 немецких танков, 20 орудий и до батальона пехоты. Соответственные потери понесла и 28-я танковая дивизия. В бою погиб майор Б.П. Попов, которого впоследствии представили к званию Героя Советского Союза (посмертно), погибли два командира танковых батальонов, подбито 13 советских танков.
С наступлением темноты дивизия отошла на север и укрылась в лесу.
23-я танковая дивизия, выдвигавшаяся с 13 часов из Плунге на Тверай, в районе Жаренай подверглась обстрелу и нападению частей 61-й пехотной дивизии вермахта. Колонна советской дивизии, растянувшаяся на многие километры, была прервана. Тылы 46-го танкового полка попали в полуокружение. Командиру дивизии пришлось срочно разворачивать танковые части 46-го полка назад и выручать попавших в беду дивизионных мотострелков и тыловиков. Прорыв немецкой пехоты в итоге удалось ликвидировать, однако это сильно задержало дивизию. Только к исходу 23 июня главным силам 23-й танковой дивизии удалось сосредоточиться в лесу севернее Лаукува. Передовой 45-й танковый полк в 22 часа вступил в бой с немецкими танками и обратил их в бегство. После преследования на 5 км полк был отведён к основным силам, из-за наступившей темноты и отсутствия поддержки других частей. В результате вечерних действий полк потерял 13 танков.
202-я моторизованная дивизия при поддержке 9-й противотанковой артиллерийской бригады 23 июня продолжала удерживать рубеж Кряжай, Кельме, отбивая многочисленные атаки противника, одновременно собирая отходившие разрозненные остатки 90-й и 125-й стрелковых дивизий 8-й армии.
Командование фронтом осталось недовольным действиями 12-го механизированного корпуса. В своём распоряжении вечером 23 июня командующий повторил прежнюю задачу корпуса в качестве руководства к действию на 24 июня.
Примерно в 13 ч 30 мин 24 июня Военный совет 8-й армии отдал новое боевое распоряжение генералам Куркину и Шестопалову: "В Ляоляй сто танков противника стоят, по-видимому, без горючего. На фронте Кряжяй, Кельме - наступление пехоты, конницы, танков. Частью сил ликвидируйте".
Комдив Шестопалов направил в указанный район один танковый полк. Танкисты совершили 10-километровый марш, но вместо противника встретили там свои войска.
В официальной историографии утверждается, что 24 июня 12-й механизированный корпус продолжил активные действия в районе Калтиненай.
Однако нет ни одного описания боевых действий корпуса в этот день. Известно лишь, что с 7 ч 45 мин 23-я танковая дивизия перешла к активным действиям в направлении на Лаукува, Упинас, а 28-я танковая - в направлении на Скаудвиле.
Напротив, в донесении командующего войсками Северо-Западного фронта от 24 июня 1941 г. наркому обороны об обстановке на фронте к 22 ч 45 мин того же дня сказано: "12-й механизированный корпус в районе Калтиненай медлит атаковать 120–200 танков и до пехотной дивизии противника в районе Кельме. Виновен Шестопалов". Более того, по схеме, приведённой в статье "О некоторых причинах неудачных действий мехкорпусов", опубликованной в "Военно-историческом журнале" № 3/1979 г., видно, что 23-я танковая дивизия за день 24 июня отошла от района Лаукувы в район севернее Варняй, то есть на 20 км, а 28-я танковая дивизия к началу 25 июня оказалась в 35 км севернее от Калтиненай.
Так или иначе, к вечеру 24 июня командованию фронта стало ясно, что разгромить 4-ю танковую группу имевшимися силами невозможно. Предпринятый контрудар к желаемым результатам не привёл. Ввиду этого было принято решение отвести войска 8-й армии на рубеж реки Вента в течение двух дней под прикрытием танковых дивизий 12-го механизированного корпуса.
Командир 12-го мехкорпуса комдив Шестопалов из-за отсутствия связи с вышестоящими штабами не получил приказа на отход. Поэтому около трёх часов утра 25 июня он приказал командирам 23-й и 28-й танковых дивизий продолжать наступательные действия юго-западнее Шяуляя. По замыслу командира корпуса, танковые дивизии, наступая по сходящимся направлениям, должны были отсечь часть сил прорывающейся к Шауляю группировки противника и уничтожить её. Начало наступления устанавливалось для 28-й дивизии - в 4 часа, для 23-й дивизии - в 6 часов. Но командир 23-й танковой дивизии, которая находилась в полосе 10-го стрелкового корпуса, на час раньше получил через командира 10-й стрелковой дивизии (приходилось из-за отсутствия связи таким образом управлять войсками) приказ командира 10-го стрелкового корпуса генерала Николаева на отход. Части дивизии начали было отступать, но вдруг новый приказ: наступать. В результате этого действия соединений 12-го мехкорпуса были разрозненные как по времени, так и по месту атаки.
28-я танковая дивизия, имея около 130 танков, перешла в атаку у местечка Пошили в направлении Карленай, Полугуе, Ужвентис. Танки сразу были встречены сильным огнём противотанковой артиллерии противника. Неся большие потери, отдельные подразделения 55-го и 56-го танковых полков смогли прорваться в глубину расположения противника и разгромить колонну моторизованного полка, выдвигавшегося по шоссе на Шяуляй.
Ожесточённый бой продолжался 4 часа. Были уничтожены 3 тяжёлых и 14 противотанковых орудий, до двух батальонов пехоты, было захвачено 6 тяжёлых и 24 противотанковых орудий, несколько танков, большое количество пленных, нарушено организованное движение немцев по шоссе. В ходе утренней атаки дивизия также понесла тяжёлые потери. 48 танков остались подбитыми на поле боя. Погибли командир 55-го танкового полка майор С.Ф. Онищук, командиры танковых батальонов майор Ф.Г. Александров и капитан И.В. Иволгин, помощник командира дивизии по технической части подполковник Соболев.
Всего в тот день (к 15 часам) дивизия лишилась 84 танков.
К 15 часам остатки дивизии (в составе 40 танков, штаб дивизии, разведывательный батальон, остатки 55-го и 56-го танковых полков) сосредоточились в районе сбора в лесу северо-восточнее Пашили.
23-я танковая дивизия также участвовала в контрударе и понесла тяжёлые потери. Известно, что только 144-й танковый (46-й) полк оставил на поле боя около 60 процентов боевых машин.
Пока шло ожесточённое танковое сражение под Шяуляем, стрелковые и артиллерийские части 8-й армии с 25 июня начали организованный отход за реку Вента по линии Мажейкяй - Радвилишкис. Отход 11-го стрелкового корпуса прикрывала 202-я моторизованная дивизия. В это же время 23-я танковая дивизия прикрывала отход соединений 10-го стрелкового корпуса. После занятия армией этого рубежа части 12-го мехкорпуса собирались за боевыми порядками пехоты в районе Мяжкуйчай. Восточнее сосредотачивалась 28-я танковая дивизия. Но корпус недолго находился в этом районе. Противник легко обошёл открытый правый фланг армии и устремился на Ригу. 27 июня командир 23-й танковой дивизии получил приказ о немедленном отводе частей через Елгаву на Ригу. 28-я танковая дивизия получила приказ прикрыть отход основных сил армии.
В течение 27 июня 28-я танковая дивизия занимала оборону по берегу реки Муша на участке Вайды - Памуша. К вечеру противник обошёл правый фланг дивизии, одновременно усилил обстрел с фронта артиллерией. В ходе боя танкисты дивизии подбили 6 танков и уничтожили два орудия противника. Потери дивизии составили 8 танков. Погибли батальонный комиссар Шалаев и командир 28-го разведывательного батальона майор Швейкин. Пропал без вести начальник штаба соединения подполковник Маркелов.
Оперативная группа штаба корпуса, никого не поставив в известность, перешла в новый район, в лес южнее Борисели. Командование и штаб корпуса в первой половине дня 28 июня не знали обстановки на фронте, вынуждены были бездействовать, ожидая, пока восстановится связь с соединениями. Противнику удалось окружить в районе Борисены (севернее Шяуляя) командный пункт 12-го механизированного корпуса. Во второй половине дня в лесу, где разместилось управление корпуса, послышались звуки разрывов снарядов и рёв моторов вражеских танков. Вскоре на КП корпуса объявили боевую тревогу. Все, кто был в штабе, заняли оборону. Генерал Шестопалов лично из снайперской винтовки уничтожил более десяти гитлеровцев. В конце концов, не прорвавшись к окопу, где оборонялся Шестопалов со своими штабистами, немцы решили уничтожить миномётным огнём последних защитников командного пункта.