Działania Front Północny jako zwarta grupa wojsk uzyskał kontakt z nieprzyjacielem dopiero w dniach 16/17 września, gdy niemieckie wojska nacierające od strony Brześcia natarły na Włodawę. Polskim oddziałom nie udało się Włodawy odbić, ale pod Sawinem odparto niemieckie natarcie w kierunku Chełma. Po otrzymaniu wiadomości o agresji sowieckiej odtworzone oddziały Frontu dostały rozkaz odejścia z rejonu Chełma na południe, gdzie pod Tomaszowem Lubelski Armie Lublin i Kraków walczyły o utorowanie sobie drogi w kierunku Lwowa i dalej na południe do granicy węgierskiej. Niemcy jednak nie zamierzali dopuścić do połączenia frontów, dywizje Frontu Północnego stoczyły ciężkie walki pod Krasnymstawem i pod Cześnikami. Pod Tomaszów Lubelski dotarły kilka dni po kapitulacji wojsk gen. Piskora.
Druga bitwa pod Tomaszowem zakończyła się klęską. Nieliczne oddziały przebiły się na południe, staczając po drodze potyczki zarówno z odchodzącymi Niemcami, jak i z nacierającą Armią Czerwoną. Dowództwo frontu zostało rozwiązane przed kapitulacją oddziałów, co umożliwiło oficerom indywidualne przebijanie się do granicy z Węgrami. Część oddziałów skapitulowała nadchodzącej Armii Czerwonej, większość poddała się Niemcom.