Fredendall, čiji je II. korpus dotada već pretrpio velike gubitke (104 tenka, 280 vozila te oko 2 500 ljudi), odlučio je dočekati Rommela kod prijevoja Kasserine, 20-ak kilometara zapadno od Sbeitle. Rommel je namjeravao frontalno napasti američke snage te ih potisnuti kroz prijevoj Tebesse, gradića na samoj tunisko-alžirskoj granici, gdje se nalazio i Fredendallov stožer. U međuvremenu su američkim snagama u pomoć pristigli dijelovi britanske 6. oklopne divizije (njezina 26. oklopna brigada).
Napadom na britansko-američke položaje, za koji su mu na raspolaganju bile 10. i 21. oklopna divizija, Rommel je osobno zapovijedao. Pritom je 19. veljače zapovijedajući 21. oklopnom divizijom, započeo prvi napad na prijevoj, pokušavajući prodrijeti prema britansko-američkim snagama sa sjeverne strane. Za to je vrijeme von Arnim s 10. oklopnom divizijom trebao osiguravati Rommelovu pozadinu i eventualno iskoristiti slabost u savezničkim linijama. Iako su prvoga dana Rommelove snage bile odbijene, ujutro sljedećeg dana uz pomoć talijanske oklopne divizije Cantauro, ipak je uspio slomiti američki otpor i natjerati američke snage na povlačenje. No sljedećeg dana, 21. veljače suočit će se s dijelovima 1. pješačke divizije i 1. oklopne divizije kod Djebel el Hambre, koje će ipak uspjeti zaustaviti daljnje njemačko napredovanje prema Tebessi.
Istodobno, britansko-američke snage uspjet će zaustaviti prodor njemačke 1. oklopne divizije prema Thali, gdje su bile stacionirane snažne i iskusne snage britanskog generala Kennetha Andresona. Rommel je 22. veljače zaključio da su položaji njegovih postrojbi na bojištu previše razvučeni te da neće moći dugo zadržati zauzete položaje, stoga se odlučio povući. Tri dana kasnije Fredendallov korpus vratio je prijevoj Kasserine pod svoju kontrolu.
Iako su uspjele zaustaviti daljnje Rommelovo napredovanje, američke snage u borbama kod prijevoja Kasserine doživjele su vrlo neugodan i otrežnjujući poraz. Ne samo da pojedini zapovjednici nisu bili dorasli taktički se nositi s njemačkim zapovjednicima, već je po prvi puta uočena i slabost američkoga oklopnog naoružanja: M3 Lee tenkovi pokazali su se potpuno neučinkoviti u prvome većem američkom srazu s njemačkim tenkovima Panzer IV i Tiger.
Nakon američkog poraza general Dwight D. Eisenhower odlučio je provesti radikalne izmjene u zapovjednoj i vojno-operativnoj strukturi te ispraviti američke propuste. Odmah je smijenio Fredendalla,a na mjesto zapovjednika demoraliziranog II. američkog korpusa postavio je generala Pattona. Osim toga, Eisenhower je izričito naredio svim zapovjednicima američkih divizija i korpusa da njihova zapovjedna mjesta moraju biti na samoj bojišnici, kako bi, uostalom, u kriznim situacijama mogli samostalno i brzo donositi svoje odluke.
Rezultati Eisenhowerovih naputaka generalima imat će dugoročno pozitivne posljedice, a njihovi rezultati bit će vidljivi do kraja rata. Tako je, zapravo paradoksalno, poraz u bitki kod prijevoja Kasserine ispao najbolja stvar koja se Amerikancima mogla dogoditi na početku rata.