6月24日，德意誌帝國外交部長裏賓特洛普得意洋洋地在柏林宣布，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係，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，為了和他們取得聯係，也是為了支援他們的戰鬥。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。這批勇敢的士兵冒著德軍猛烈的火力發起衝鋒，在付出了慘重傷亡的代價後，隻有幾個人到達北岸，旋及被德軍俘虜。
戰爭爆發後的一周裏，堡壘的守衛者從戰鬥爆發的震驚中恢複過來，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。幾天前還在學校裏讀書的少年，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。婦女們幫著照顧傷員，為機槍彈盤裝子彈，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群司令馮?包克元帥向負責攻取布列斯特要塞的克魯格元帥抱怨說，應當把第45步兵師這個有著光榮曆史的部隊，盡早從布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，為進攻的步兵專門配備了火焰噴射器，準備在6月底一舉拿下布列斯特要塞。
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蕩甚至在三公裏外的布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。
婦女兒童們含著眼淚從各處堡壘裏走出來，她們在一麵用白床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著這些婦女兒童一步步的靠近。當她們靠近德軍陣地之後，走在前麵的幾位抱著孩子的母親，拉開了藏在懷裏的手榴彈的導火索。這些婦女和孩子們大喊著衝向德軍陣地，盡管不很整齊，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。堡壘裏的俄軍看著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。德軍再次恢複了炮擊。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隻在布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裏。教堂物被航彈摧毀後，能夠從廢墟中幸存下來的隻有兩個人。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係統。