6月24日，德意志帝国外交部长里宾特洛普得意洋洋地在柏林宣布，俄国人在整个边境上的抵抗全部都被粉碎，德军正在前进中。猎文 『『 网Ｗｗ『Ｗ．ＬｉｅＷｅｎ．Ｃｃ也就是这一天，中心堡垒内的三部分守卫者终于取得了联系，要塞联合指挥部现在能够统一协调整个堡垒内的战斗了。
24日至25日，北部科布林堡垒的战斗十分激烈，中心堡垒的守卫者判断在科布林堡垒的俄军处境很危险，为了和他们取得联系，也是为了支援他们的战斗。在6月26日中午，中心堡垒的俄军派出一百二十人杀出中心堡垒的北门，试图穿过大桥突入科布林要塞。这批勇敢的士兵冒着德军猛烈的火力起冲锋，在付出了惨重伤亡的代价后，只有几个人到达北岸，旋及被德军俘虏。
战争爆后的一周里，堡垒的守卫者从战斗爆的震惊中恢复过来，在军事指挥员和训导员的指挥和激励下，要塞守卫者机动灵活地和德军周旋，平均每天他们要打退德军六到七次进攻。
在北部堡垒，妇女和儿童也都参加了战斗。几天前还在学校里读书的少年，现在有的帮助战士们从弹药库运送武器弹药和食物，有的负责观察德军的动静。妇女们帮着照顾伤员，为机枪弹盘装子弹，有的甚至拿起枪直接参加了战斗。惨重的伤亡使德军认识到，对付堡垒内俄军的最好办法还是猛烈的炮火，而非步兵进攻。
6月27日，德军开始使用可以射重达1．25吨炮弹的54o毫米臼炮和专门对付钢筋混凝土工事、可以射重达2吨炮弹的6oo毫米臼炮，德国空军则向要塞投掷重型炸弹。
忙于指挥攻取明斯克的德军中央集团军群司令冯？包克元帅向负责攻取布列斯特要塞的克鲁格元帅抱怨说，应当把第45步兵师这个有着光荣历史的部队，尽早从布列斯特的战斗中解脱出来。因此德军又从预备队调来第82工兵营，专门使用炸药来爆破未被炮火摧毁的建筑物，为进攻的步兵专门配备了火焰喷射器，准备在6月底一举拿下布列斯特要塞。
6月27日，德军开始使用重型臼炮，有计划地在炮兵观察员的指引下炮击俄军坚守的地区，德国空军也协同炮兵向要塞投掷重型航弹。29日上午，一枚重达18oo公斤的巨型航空炸弹被德国空军投掷在科布林堡垒，巨大的爆炸造成的震荡甚至在三公里外的布列斯特城内都能感受到。猛烈的炮火准备整整进行了两天，中心堡垒和科布林堡垒许多建筑物被摧毁。
德军第45步兵师一位军官鲁道尔夫？盖斯菲佛在战后的个人回忆录中写道：“我从来没有体验过这样猛烈的炮火，在以后的战斗生涯中我也再没见到如此密集的炮击……密集的弹幕炮击使大地都在颤动。”
6月29日，持续了两天的炮击停止了，战场上出现了少有的安静。在硝烟还未散尽时，德军通过广播向坚守要塞的苏俄军宣读了最后通牒。通牒称假如在规定时间内守卫者还不缴械投降，德军将把整个要塞“碾成粉末”。北部科布林要塞的俄军意识到最后的残酷战斗就要开始了，经过指挥员们的研究，他们决定强迫所有在防御工事内的妇女和儿童撤出堡垒，向德国人投降，但是所有的军人表示将坚决战斗到底。
妇女儿童们含着眼泪从各处堡垒里走出来，她们在一面用白床单做成的白旗的引领下，向德军阵地走去。德军士兵停止射击看着这些妇女儿童一步步的靠近。当她们靠近德军阵地之后，走在前面的几位抱着孩子的母亲，拉开了藏在怀里的手榴弹的导火索。这些妇女和孩子们大喊着冲向德军阵地，尽管不很整齐，但是这情景也让德军士兵目瞪口呆，甚至忘记了射击。
德军军官：“全体射击！”
突突突，哒哒哒，轰轰轰。堡垒里的俄军看着自己的妻子儿女就这样被德军无情的射杀在眼前，他们的眼泪在流，但却把手中的枪握得更紧。
德军最后通牒规定的时间到后，中心堡垒和科布林堡垒的守卫者们宁死不降。德军再次恢复了炮击。这一次德军使用了能够穿透两米厚钢筋混凝土层的高爆炮弹，这种炮弹在整个战争期间只在布列斯特和塞瓦斯托波尔使用过。德国空军也向重点建筑物投掷重达5oo公斤的重型航弹。
在北部科布林堡垒，德军炮火将东部壁垒的马蹄型防御炮塔完全摧毁，军需仓库也被命中，所有库存物资全部毁于炮火，仓库中被毁物资猛烈燃烧，将墙壁上的石头都融化了一部分。
在中心堡垒，一枚重型航空炸弹直接命中了教堂，这个坚固的建筑物坐落在中心堡垒的西北，是俄军战前的要塞守军指挥所所在地，现在有一股俄军坚守在那里。教堂物被航弹摧毁后，能够从废墟中幸存下来的只有两个人。中心堡垒的指挥所被命中，导致许多俄军指挥人员当场牺牲，使中心堡垒完全丧失了指挥系统。
猛烈炮火袭击后，德军第45步兵师在坦克的支援下，对中心堡垒和北部科布林要塞起总攻。德军步兵冲入被炮火摧毁大半的东部壁垒，与守卫在这里的俄军在地下工事和营房中展开激烈战斗。德军坦克从中心堡垒北门，也就是布列斯特门冲入堡垒内部，彻底分割了中心堡垒。
在第82工兵营的配合下，德军步兵向在炮火中残存下来的建筑物实施分割围歼。德军第45步兵师师长施列伯将军在一份报告中叙述了他在当天亲临前线时的见闻。
“第82工兵营担负着对中心堡垒建筑物进行爆破的任务……这是为了彻底消除它对北部（指科布林堡垒）岛屿的火力支援。炸药被工兵们从屋顶投掷到窗户处，然后点燃导火索撤离，当炸药爆炸时，我们能够听见里面俄国士兵的尖叫和呻吟声，但是他们仍然坚持战斗。”
鲁道尔夫？盖斯菲佛在他的回忆录中也写道：“我们只能冒着猛烈的火力一个接一个地逐渐夺取反抗者的战斗阵地，在中心堡垒的守卫者也被称为是‘军官团’，他们宁愿和他们所在的建筑一起毁灭也不投降……守卫者坚持战斗，直到建筑物被我们的炸药夷为平地。”
6月3o日，在德军绝对优势火力进攻下，布列斯特要塞绝大多数地区被德军占领。守卫被德军航弹命中后的指挥所废墟的是库瓦林少尉和列兵沃尔科夫，这两人在废墟中坚持战斗了一夜，在3o日敌人的进攻中双双阵亡。
中心堡垒的指挥员、身负重伤并且精疲力尽的祖巴乔夫大尉和福明在德军总攻后受伤被俘，福明被德军当即枪决在中心堡垒的霍尔姆门外。祖巴乔夫大尉死于纳粹汉密尔堡集中营，没能等到胜利到来的那一天。
这一天，守卫中心堡垒的最后一战生在西北壁垒。战前这里是俄军工程兵营房，残余俄军聚集在这里，试图向一河之隔的北部科布林要塞东部壁垒突围。俄军第9国境守备队的科兹瓦托夫中尉率领几个战士自愿留在最后掩护战友撤退，最后英勇战死，突围的俄军也被德军全歼在运河岸边。
在北部科布林要塞，德军在长时间炮火准备后占领了东部壁垒的大部分，并且抓获了一些负伤的守卫者，堡垒的剩余守卫者被德军分割为各自孤立的几个小部分。
德军第45步兵师的一个指挥官在一个报告中写道：“6月3o日，使用火焰喷射器和燃烧弹进行攻击的准备已经就绪，我们用许多桶和瓶子装了汽油等油脂，并把它们投掷进俄国人占领的堡垒地下堑壕里，我们希望能够用手榴弹或者燃烧弹点燃它们，以迫使俄国人投降。”
德军使用火焰喷射器对守卫者占据的几个炮台和工事进行攻击，但仍然有一部分俄军成功转移到堡垒的其他部分坚持战斗。
7月8日，在布列斯特要塞作战中的德军第45步兵师向中央集团军群递交了一份报告，报告称要塞已经被占领。但这并不正确，因为一些被分割开零星活动的小股俄军，还在堡垒的废墟中坚持战斗。根据战后文字记载的资料显示，这些顽强的战士一直战斗到7月中旬。
7月12日，扎夫里洛夫少校聚集了一小部分俄军在西北壁垒的外工事继续战斗。在这里扎夫里洛夫耗尽了自己所有的弹药，但是他四处寻找收集武器和食物，之后又在东部壁垒的残垣断壁中坚持了11天。
7月23日，德军终于抓获了负伤并且异常虚弱的扎夫里洛夫少校，他后来被送到战俘营并且坚持活到了明军攻克柏林，把他从纳粹集中营解救出来的那一天。
整个布列斯特要塞保卫战至此彻底结束，俄军付出3ooo多人阵亡的代价，另外有一大批官兵被俘，但是他们也带给德军重大伤亡。
德军进攻俄罗斯的一线攻击部队一共阵亡了8886人，而仅在布列斯特要塞，德军第45步兵师就阵亡了462人，其中包括8o名军官和军士，另有1ooo余人负伤。
布列斯特保卫战有效迟滞了德军步兵的进军度，造成大批德军步兵无法及时参加别尔斯托克－明斯克战役，使许多俄军部队能够从德军的包围圈中突围撤退。布列斯特保卫战也是自德军起俄罗斯战役后，俄军为数不多的几次阻击战之一。
从6月22日开始，在短短1o天之内，德军突进俄罗斯6oo公里。仅在第一天的战斗中，俄军损失惨重，兴奋的阿道夫放出狂言，叫嚣要在三个月内灭亡俄罗斯。
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