בעקבות כישלונם של המצרים להרחיב את רצועת-הניתוק, החליטו לכבוש יישובים בודדים. ב- 15.7 החל הקרב המכריע על בארות-יצחק. מטוסים מצריים הטילו עשרות פצצות, התותחים פתחו בהפגזה כבדה, שבחיפוייה הסתערו יחידות רגלים, בתמיכת שיריון. התוקפים הצליחו לפרוץ את הגדר ולהיאחז במספר בתים. כמו-כן פגעו במיכל-המים האחרון והמים הציפו את העמדות, התעלות והבונקרים. הקרב הפך למאבק אכזרי פנים-אל-פנים. המגינים שידרו קריאות לעזרה אל מטה המחוז ואיימו להיכנע באם לא תגיע עזרה בתוך זמן קצר. בשעות הצהריים חלה הפוגת-מה, כאשר התוקפים חיכו לתגבורת שתאפשר לכבוש את היישוב.
לאחר שהמגינים ניקו את כלי הנשק שנרטבו והחזירום לכשירות, נתקבלה הודעה כי תגבורת נמצאת בדרך אליהם. כאשר חידשו המצרים את ההתקפה נמצאו המגינים במצוקה: מספר הפצועים גדל והלך ונותרו רק כ- 30 מגינים בריאים בעמדות, שכבר הועברו לקו-ההגנה הפנימי. כאשר נדמה היה כי נחרץ גורלם, הגיעה הישועה: חיים בר-לב, ממלא-מקום מח"ט 'הנגב', הורה לישראל כרמי, מפקד הגדוד התשיעי (ה"פשיטה") לצאת מייד לעזרת המשק המותקף עם סוללת תותחים 65 מ"מ.
כרמי הורה לשמחה שילוני, קצין המבצעים של הגדוד, לצאת בראש הכוח המשוריין שכלל: פלוגת ג'יפים, עליה פיקד מיכה פרי; פלוגת הזחלים; שני משוריינים ושני תותחי 20 מ"מ. התארגנותם הייתה איטית והם יצאו לדרך בשעה 13:00. בחלק מהדרך נעו על דרכי-עפר וענני-האבק שהעלו הניעו את המצרים להפעיל נגדם מטוסי-קרב, שתקפו את הכוח בעת שחצה את ואדי-חנון. כלי-הרכב התפזרו ואנשיהם השיבו אש לעבר המטוסים. התקפת המטוסים עיכבה את התקדמות הכוח, אך הפחיתה מהלחץ על הקיבוץ.
בשעה 14:00 חידשו המצרים את הסתערותם, אך הופתעו מהאש העזה והיעילה שהשיבו המגינים, ואשר גרמה להם לעשרות אבידות. שמחה שילוני החליט לנסות ולקדם את שני התותחים בלבד ולהביאם לעמדה שממנה יוכלו להפגיז את הכוחות המצריים התוקפים את המשק. סיור שיצא לדרכו מצא עמדת תצפית סמוך לסעד, חזר למקום ריכוז הכוח והורה לפלוגת תותחי ה- 65 מ"מ לצאת במהירות ולהתמקם בשדה-קוצים. מפקדם עלה לעמדת-התצפית וכיוון את התותח לאזור, בו נראה ריכוז של כלי-רכב מצריים. למרבה המזל, פגע כבר פגז-הטיווח הראשון, שנורה בשעה 18:40, בחבורת הפיקוד המצרית. הפגז השני החטיא, אך פגע במקרה בדרך עפר, שעליה נע טור מצרי. הטור הזה החל לסגת ובעקבותיו החלה נסיגה מצרית כללית, לרבות בריחה מהבתים שכבר נכבשו בתוך המשק. כעבור זמן גילו המצרים את מיקום התותחים וחוליית התצפית שלהם והחלו לירות לעברה. התותחנים התקשו לפעול, אך חידשו מדי פעם את ההפגזות. התקפת המצרים נשברה ומשק בארות-יצחק ניצל ממש ברגע האחרון, על סף שבירה.
יחידה מהגדוד השני הגיעה וסייעה לאנשי המקום המותשים לאסוף את ההרוגים, לטפל בפצועים ולהתארגן מחדש להגנה. אנשי הגדוד התשיעי אספו נשק ותחמושת של המצרים.
למגינים היו 17 הרוגים ו- 19 פצועים והמשק נותר הרוס לחלוטין. למצרים היו כ- 200 נפגעים, מהם הרוגים רבים.
לאחר המלחמה ננטש היישוב ורק מגדל-המים המנותץ ונקוב הכדורים נותר ניצב כאנדרטה.
אנשי בארות-יצחק הקימו יישוב חדש בשם זה בצד הכביש המוליך מפתח-תקווה ללוד.
אנשי פלמ"ח שנפלו בקרבות על הגנת המקום: אנגלנדר עקיבא; דסקל שמואל; זעירא שמעון; כהן אהרון; מנחם פרייזלר; מאיר פרקש; שווארץ דוד-מנחם;