W dniu 16 września dywizjon wspierał ogniem natarcie wojsk Frontu Południowego przebijającego się do Lwowa i kontrataki załogi lwowskiej na niemieckie jednostki oblegające Lwów. Z uwagi na to baterie dywizjonu ostrzeliwały cele na przedpolu odcinka północnego i zachodniego Kortumową Górę, Hołosko Wielkie, Sanatorium oraz wzg. 324, Klasztor w Zboiskach wzg.325. 17 i 18 września baterie dywizjonu ostrzeliwały te same cele otrzymując na to odpowiednie dotacje amunicji. Przy czym 18 września o godz. 13.50 dywizjon ostrzelał lotnisko w Skniłowie, gdzie zaobserwowano 9 bombowych (transportowych?) samolotów niemieckich z tego 2 unieruchomiono. 19 września ponownie ostrzeliwano cele na przedpolu grupy piechoty, pojazdy, w tym pancerne i samoloty na lotnisku w Skniłowie. Baterie 2 i 3 wspierały głównie odcinek południowy 1/52 dal głównie odcinek północny. Od 16 do 22 września 1 bateria armat na odcinku północnym wchodziła w skład kombinowanego dywizjonu artylerii lekkiej kpt. Stefana Płosso wraz z 1 i 2 baterią armat i 2 baterii haubic OZAL nr 6. W obronie Lwowa jednostka walczyła do 22 września 1939 roku, następnie wraz z całym garnizonem lwowskim skapitulował przed Armią Czerwoną. Obsada personalna 52 dal Dowództwo dowódca dywizjonu – mjr art. mgr Kazimierz Sobolewski adiutant – ppor. rez.