В последних боях за Даугавпилс принял активное участие и корпус Лелюшенко, который еще 25 июня получил задачу выдвинуться в этот район и не допустить форсирования противником Западной Двины на рубеже Даугавпилс — Краслава. Во время марша из районов Идрицы и Опочки соединения мехкорпуса неоднократно подвергались бомбовым ударам вражеской авиации. Это снижало темпы движения и наносило урон личному составу и материальной части. Пока немцы с воздуха трепали колонны Лелюшенко, советские летчики прилагали все усилия, чтобы разрушить захваченные противником мосты. «С удивительным упорством, на небольшой высоте одна эскадрилья летела за другой с единственным результатом — их сбивали. Только за один день наши истребители и зенитная артиллерия сбили 64 советских самолета», — пишет Манштейн.
27 июня 21-й мехкорпус находился еще в 20–30 км от Даугавпилса. Получив сообщение о том, что город уже занят противником, Лелюшенко в соответствии с полученными распоряжениями решил с утра следующего дня начать наступление и выбить немцев с плацдарма. При этом 46-я танковая дивизия во взаимодействии с 5-м ВДК должна была уничтожить врага в западной части Даугавпилса, 185-я мехдивизия генерал-майора П.Л. Рудчука — в центральной части города, а 42-я танковая под командованием полковника Н.И. Воейкова — в восточной. Боевой порядок корпуса строился в один эшелон. Ширина полосы наступления и глубина задачи дня составляла около 20 км.
В 5 часов утра 28 июня соединения 21-го механизированного корпуса атаковали противника. Вскоре передовой отряд 46-й танковой дивизии ворвался в Малиновку, где встретил упорное сопротивление врага. Командир дивизии полковник В.А. Копцов решил нанести удар в обход Малиновки с запада. В результате немцы были выбиты из села и начали отходить к Даугавпилсу. На плечах отходившего противника советские танкисты ворвались в северо-западную часть города, где ввязались в упорные бои с 8-й танковой дивизией. Боевые действия 185-й мотострелковой дивизии в центре полосы наступления корпуса успеха не имели. Дивизия была остановлена в 15–20 км от города. Передовой отряд 42-й танковой дивизии под командованием майора A.M. Горяинова западнее Краславы уничтожил подразделение 121-й пехотной дивизии 16-й немецкой армии, которое форсировало Западную Двину. Однако дальнейшее продвижение советских войск было остановлено восточнее Даугавпилса.
Более того, к концу дня после массированных ударов немецкой авиации 56-й моторизованный контратаковал и отбросил 21-й мехкорпус на 40 км от города. К этому времени Лелюшенко потерял большую часть своих танков.
