6月24日，德意志帝國外交部長裡賓特洛普得意洋洋地在柏林宣佈，俄國人在整個邊境上的抵抗全部都被粉碎，德軍正在前進中。也就是這一天，中心堡壘內的三部分守衛者終於取得了聯繫，要塞聯合指揮部現在能夠統一協調整個堡壘內的戰鬥了。
24日至25日，北部科布林堡壘的戰鬥十分激烈，中心堡壘的守衛者判斷在科布林堡壘的俄軍處境很危險，爲了和他們取得聯繫，也是爲了支援他們的戰鬥。在6月26日中午，中心堡壘的俄軍派出一百二十人殺出中心堡壘的北門，試圖穿過大橋突入科布林要塞。這批勇敢的士兵冒着德軍猛烈的火力發起衝鋒，在付出了慘重傷亡的代價後，只有幾個人到達北岸，旋及被德軍俘虜。
戰爭爆發後的一週裡，堡壘的守衛者從戰鬥爆發的震驚中恢復過來，在軍事指揮員和訓導員的指揮和激勵下，要塞守衛者機動靈活地和德軍周旋，平均每天他們要打退德軍六到七次進攻。
在北部堡壘，婦女和兒童也都參加了戰鬥。幾天前還在學校裡讀書的少年，現在有的幫助戰士們從彈藥庫運送武器彈藥和食物，有的負責觀察德軍的動靜。婦女們幫着照顧傷員，爲機槍彈盤裝子彈，有的甚至拿起槍直接參加了戰鬥。慘重的傷亡使德軍認識到，對付堡壘內俄軍的最好辦法還是猛烈的炮火，而非步兵進攻。
6月27日，德軍開始使用可以發射重達1．25噸炮彈的540毫米臼炮和專門對付鋼筋混凝土工事、可以發射重達2噸炮彈的600毫米臼炮，德國空軍則向要塞投擲重型炸彈。
忙於指揮攻取明斯克的德軍中央集團軍羣司令馮•包克元帥向負責攻取佈列斯特要塞的克魯格元帥抱怨說，應當把第45步兵師這個有着光榮歷史的部隊，儘早從佈列斯特的戰鬥中解脫出來。因此德軍又從預備隊調來第82工兵營，專門使用炸藥來爆破未被炮火摧毀的建築物，爲進攻的步兵專門配備了火焰噴射器，準備在6月底一舉拿下佈列斯特要塞。
6月27日，德軍開始使用重型臼炮，有計劃地在炮兵觀察員的指引下炮擊俄軍堅守的地區，德國空軍也協同炮兵向要塞投擲重型航彈。29日上午，一枚重達1800公斤的巨型航空炸彈被德國空軍投擲在科布林堡壘，巨大的爆炸造成的震盪甚至在三公里外的佈列斯特城內都能感受到。猛烈的炮火準備整整進行了兩天，中心堡壘和科布林堡壘許多建築物被摧毀。
德軍第45步兵師一位軍官魯道爾夫•蓋斯菲佛在戰後的個人回憶錄中寫道：“我從來沒有體驗過這樣猛烈的炮火，在以後的戰鬥生涯中我也再沒見到如此密集的炮擊……密集的彈幕炮擊使大地都在顫動。”
6月29日，持續了兩天的炮擊停止了，戰場上出現了少有的安靜。在硝煙還未散盡時，德軍通過廣播向堅守要塞的蘇俄軍宣讀了最後通牒。通牒稱假如在規定時間內守衛者還不繳械投降，德軍將把整個要塞“碾成粉末”。北部科布林要塞的俄軍意識到最後的殘酷戰鬥就要開始了，經過指揮員們的研究，他們決定強迫
所有在防禦工事內的婦女和兒童撤出堡壘，向德國人投降，但是所有的軍人表示將堅決戰鬥到底。
婦女兒童們含着眼淚從各處堡壘裡走出來，她們在一面用白牀單做成的白旗的引領下，向德軍陣地走去。德軍士兵停止射擊看着這些婦女兒童一步步的靠近。當她們靠近德軍陣地之後，走在前面的幾位抱着孩子的母親，拉開了藏在懷裡的手榴彈的導火索。這些婦女和孩子們大喊着衝向德軍陣地，儘管不很整齊，但是這情景也讓德軍士兵目瞪口呆，甚至忘記了射擊。
德軍軍官：“全體射擊！”
突突突，噠噠噠，轟轟轟。堡壘裡的俄軍看着自己的妻子兒女就這樣被德軍無情的射殺在眼前，他們的眼淚在流，但卻把手中的槍握得更緊。
德軍最後通牒規定的時間到後，中心堡壘和科布林堡壘的守衛者們寧死不降。德軍再次恢復了炮擊。這一次德軍使用了能夠穿透兩米厚鋼筋混凝土層的高爆炮彈，這種炮彈在整個戰爭期間只在佈列斯特和塞瓦斯托波爾使用過。德國空軍也向重點建築物投擲重達500公斤的重型航彈。
在北部科布林堡壘，德軍炮火將東部壁壘的馬蹄型防禦炮塔完全摧毀，軍需倉庫也被命中，所有庫存物資全部毀於炮火，倉庫中被毀物資猛烈燃燒，將牆壁上的石頭都融化了一部分。
在中心堡壘，一枚重型航空炸彈直接命中了教堂，這個堅固的建築物坐落在中心堡壘的西北，是俄軍戰前的要塞守軍指揮所所在地，現在有一股俄軍堅守在那裡。教堂物被航彈摧毀後，能夠從廢墟中倖存下來的只有兩個人。中心堡壘的指揮所被命中，導致許多俄軍指揮人員當場犧牲，使中心堡壘完全喪失了指揮系統。
猛烈炮火襲擊後，德軍第45步兵師在坦克的支援下，對中心堡壘和北部科布林要塞發起總攻。德軍步兵衝入被炮火摧毀大半的東部壁壘，與守衛在這裡的俄軍在地下工事和營房中展開激烈戰鬥。德軍坦克從中心堡壘北門，也就是佈列斯特門衝入堡壘內部，徹底分割了中心堡壘。
在第82工兵營的配合下，德軍步兵向在炮火中殘存下來的建築物實施分割圍殲。德軍第45步兵師師長施列伯將軍在一份報告中敘述了他在當天親臨前線時的見聞。
“第82工兵營擔負着對中心堡壘建築物進行爆破的任務……這是爲了徹底消除它對北部（指科布林堡壘）島嶼的火力支援。炸藥被工兵們從屋頂投擲到窗戶處，然後點燃導火索撤離，當炸藥爆炸時，我們能夠聽見裡面俄國士兵的尖叫和呻吟聲，但是他們仍然堅持戰鬥。”
魯道爾夫•蓋斯菲佛在他的回憶錄中也寫道：“我們只能冒着猛烈的火力一個接一個地逐漸奪取反抗者的戰鬥陣地，在中心堡壘的守衛者也被稱爲是‘軍官團’，他們寧願和他們所在的建築一起毀滅也不投降……守衛者堅持戰鬥，直到建築物被我們的炸藥夷爲平地。”
6月30日，在德軍絕對優勢火力進攻下，佈列斯特要塞絕大多數地區被德軍佔領。守衛被德軍航彈命中後的指揮所廢墟的是
庫瓦林少尉和列兵沃爾科夫，這兩人在廢墟中堅持戰鬥了一夜，在30日敵人的進攻中雙雙陣亡。
中心堡壘的指揮員、身負重傷並且精疲力盡的祖巴喬夫大尉和福明在德軍總攻後受傷被俘，福明被德軍當即槍決在中心堡壘的霍爾姆門外。祖巴喬夫大尉死於納粹漢密爾堡集中營，沒能等到勝利到來的那一天。
這一天，守衛中心堡壘的最後一戰發生在西北壁壘。戰前這裡是俄軍工程兵營房，殘餘俄軍聚集在這裡，試圖向一河之隔的北部科布林要塞東部壁壘突圍。俄軍第9國境守備隊的科茲瓦托夫中尉率領幾個戰士自願留在最後掩護戰友撤退，最後英勇戰死，突圍的俄軍也被德軍全殲在運河岸邊。
在北部科布林要塞，德軍在長時間炮火準備後佔領了東部壁壘的大部分，並且抓獲了一些負傷的守衛者，堡壘的剩餘守衛者被德軍分割爲各自孤立的幾個小部分。
德軍第45步兵師的一個指揮官在一個報告中寫道：“6月30日，使用火焰噴射器和燃燒彈進行攻擊的準備已經就緒，我們用許多桶和瓶子裝了汽油等油脂，並把它們投擲進俄國人佔領的堡壘地下塹壕裡，我們希望能夠用手榴彈或者燃燒彈點燃它們，以迫使俄國人投降。”
德軍使用火焰噴射器對守衛者佔據的幾個炮臺和工事進行攻擊，但仍然有一部分俄軍成功轉移到堡壘的其他部分堅持戰鬥。
7月8日，在佈列斯特要塞作戰中的德軍第45步兵師向中央集團軍羣遞交了一份報告，報告稱要塞已經被佔領。但這並不正確，因爲一些被分割開零星活動的小股俄軍，還在堡壘的廢墟中堅持戰鬥。根據戰後文字記載的資料顯示，這些頑強的戰士一直戰鬥到7月中旬。
7月12日，扎夫裡洛夫少校聚集了一小部分俄軍在西北壁壘的外工事繼續戰鬥。在這裡扎夫裡洛夫耗盡了自己所有的彈藥，但是他四處尋找收集武器和食物，之後又在東部壁壘的殘垣斷壁中堅持了11天。
7月23日，德軍終於抓獲了負傷並且異常虛弱的扎夫裡洛夫少校，他後來被送到戰俘營並且堅持活到了明軍攻克柏林，把他從納粹集中營解救出來的那一天。
整個佈列斯特要塞保衛戰至此徹底結束，俄軍付出3000多人陣亡的代價，另外有一大批官兵被俘，但是他們也帶給德軍重大傷亡。
德軍進攻俄羅斯的一線攻擊部隊一共陣亡了8886人，而僅在佈列斯特要塞，德軍第45步兵師就陣亡了462人，其中包括80名軍官和軍士，另有1000餘人負傷。
佈列斯特保衛戰有效遲滯了德軍步兵的進軍速度，造成大批德軍步兵無法及時參加別爾斯托克－明斯克戰役，使許多俄軍部隊能夠從德軍的包圍圈中突圍撤退。佈列斯特保衛戰也是自德軍發起俄羅斯戰役後，俄軍爲數不多的幾次阻擊戰之一。
從6月22日開始，在短短10天之內，德軍突進俄羅斯600公里。僅在第一天的戰鬥中，俄軍損失慘重，興奮的阿道夫放出狂言，叫囂要在三個月內滅亡俄羅斯。
（本章完）