Przewaga liczebna Rosjan szybko zaczęła dawać się we znaki. Twardy opór, jaki stawiali polscy żołnierze pod dowództwem gen. Józefa Chłopickiego, zdawał się być skazany na porażkę. Kolejne natarcia rosyjskie udało się po raz pierwszy przełamać kontratakiem, który na moment rozbił armię rosyjską. Feldmarszałek Dybicz osobiście jednak poprowadził swoje wojska do walki, przywracając tym samym porządek i przewagę w bitwie.
W tym czasie nieporozumienie wdarło się w szeregi Polaków, gdy kawaleria odmówiła wykonania rozkazu generałowi Chłopickiemu, twierdząc że rozkazy otrzymać może jedynie od Michała Radziwiłła. Zdenerwowany generał pogalopował po odpowiedni rozkaz do księcia. W drodze powrotnej został raniony granatem, ale zdążył jeszcze przekazać, aby przeprowadzono zmasowany atak na Olszynkę. Rozprzężenie sił polskich wykorzystali Rosjanie, rzucając do ataku ogromne siły kawalerii.
I choć wydawać by się mogło, że bitwa zakończy się absolutną klęską Polaków, stawiono tak twardy opór, iż poskutkował on odwrotem sił rosyjskich. Bitwę o Olszynkę Grochowską uznaje się za sukces armii polskiej; powstrzymała ona Rosjan przed szybkim szturmem Warszawy.
W bitwie niezwykłą dzielnością odznaczył się Pułk Czwartaków, o którym Juliusz Mosen napisał wiersz „Die letzten Zehn vom Vierten Regiment” („Ostatnich dziesięciu z Czwartego Pułku”).
(fragment w przekładzie Jana Nepomucena Kamińskiego)Walecznych tysiąc opuszcza Warszawę,
Przysięga klęcząc: naszym świadkiem Bóg!
Z bagnetem w ręku pójdziem w świętą Sprawę,
Śmierć hasłem naszym, niechaj zadrży wróg!
Już dobosz zabrzmiał, już sojusz zawarty,
Z panewka próżną idzie w bój Pułk Czwarty.
Wiadoma światu ta sławna Olszyna,
Gdzie nieprzyjaciel twardym murem stał,
Paszcz tysiąc zieje, bój się krwawy wszczyna,
Już mur zwalony, nie padł ani strzał.
Ogromy postrach padł na tłum rozżarty,
Spokojnie wrócił do Pragi Pułk Czwarty…Reklama
