Wraz z nią 14 września przekroczył rzekę Wieprz pod Baranowem i pomaszerował na Lubelszczyznę. I/54 pal (bez 3 baterii) walczył w składzie Grupy Operacyjnej Kawalerii gen. bryg. Władysława Andersa, a od 17 września – Grupy Operacyjnej gen. bryg. Jana Kruszewskiego przydzielony do 10 pułku artylerii lekkiej ppłk. Kossarka, 10 DP między innymi w drugiej bitwie pod Tomaszowem Lubelskim.
Ze względu, że dywizjon posiadał zbyt słabe i przemęczone konie nie nadążył za kawalerią gen. Andersa i pozostał w tyle po minięciu Garwolina. Pomaszerował samodzielnie i dotarł do rzeki Bug, następnie wyruszył w kierunku Kowla. Po otrzymaniu wiadomości o zajęciu Kowla przez jednostki Armii Czerwonej, zawrócił na zachód. W trakcie marszu do I/54 pal dołączyły resztki 29 pułku artylerii lekkiej z dwoma armatami 75 mm i jedną haubicą 100 mm. Razem 24 września dywizjon dotarł do Chełma Lubelskiego. 25 września I/54 pal wsparł oddziały garnizonu Chełma w składzie;