至此，德軍在奧德河——尼斯河的防禦體係被蘇軍突破，蘇軍3個方麵軍晝夜不停地向前突進，開始對柏林實施合圍。至4月24日，白俄羅斯第1方麵軍左翼部隊與烏克蘭第1方麵軍在柏林東南會合，切斷了德軍第9集團軍與柏林的聯係，並合圍了該集團軍。4月25日，白俄羅斯第1方麵軍從北麵迂回柏林的部隊與烏克蘭第1方麵軍第4坦克集團軍在柏林以西會合，從而完成了對柏林的合圍。柏林以北地區的德軍集團，也遭到白俄羅斯第2方麵軍和白俄羅斯第1方麵軍右翼部隊的夾擊，處境十分困難。同日，烏克蘭第1方麵軍所屬近衛第5集團軍西進到易北河，在托爾高地與西線美軍第1集團軍會師。
鑒於蘇軍已兵臨柏林城下，希特勒決定德軍統帥部撤離柏林，他本人則留下“與柏林共存亡”。他下令軍事機關的所有參謀和文職人員都毫無例外地參加戰鬥，並決定對按兵不動的指揮官要在5小時內處決，對退卻的官兵不僅要處死，還要在他們的屍體上掛起“逃兵”、“膽小鬼”、“他背叛了國家、玷汙了德意誌民族”的牌子示眾。
4月20日下午3點，白俄羅斯第1方麵軍編製內的第3突擊集團軍第79軍的遠程炮兵首先向柏林開炮。經過近一天的戰鬥，柏林接近地的德軍防線被突破。德軍防禦部隊在先前的戰鬥中遭到慘重損失，已極度疲憊，無法阻擋占據優勢的蘇聯紅軍的強大突擊。
4月21日，近衛第2坦克集團軍和第47集團軍突破到柏林城下，由於道路狹窄，蘇軍調整戰術，將坦克集團軍和諸兵種合成集團軍協同起來準備肅清殘敵。同日烏克蘭第1方麵軍的坦克部隊也接近柏林防禦圈。科涅夫將炮兵第10軍、突擊第25師、高射炮第23師加強給近衛坦克第3集團軍，殲擊航空兵第2軍擔任空中掩護。同日，蘇軍從後方調來了大口徑要塞炮用於摧毀德軍堅固據點，每發炮彈重量達到500公斤，在後麵13天的戰鬥中，要塞炮共發射約180萬發炮彈，許多中小口徑火炮更是以抵近直瞄射擊的方式支援進攻部隊。戰鬥到了空前慘烈的地步。
4月26日清晨，在柏林上空，蘇軍數千架飛機再一次投下了成千上萬噸的炸彈和汽油彈。在地上，平均每英裏已部署到近千門的各種火炮集中射擊，柏林成了一個昏暗的世界。轟炸和射擊結束後，朱可夫的白俄羅斯第1方麵軍派出無數個突擊群，從四麵八方向市區突進。由於有了斯大林格勒的經驗，蘇軍戰士們知道如何去攻占一個城市。蘇軍在進攻前首先用火炮和飛機對目標地域進行轟擊，步兵在坦克和配有噴火器和爆破器材的工兵掩護下，一小段一小段的前進，從後院、地下室甚至地下鐵道和下水道滲透進去，攻占每一條街道，每一座樓房。但柏林是德軍精心設防的城市，防禦體係完整，工事非常堅固。越是接近市中心，蘇軍前進越艱難。堅固的樓房、隱蔽的地下室、地下鐵道、排水溝壕等等，都為德軍提供了發揚火力的支撐點。因此，蘇軍不得不逐棟樓房爭奪，逐條街道攻取，每前進一步都要付出了很大的代價。
此時希特勒仍在做不切實際的幻想，他對柏林守備司令魏德林說“局勢會好轉的，我們的第9集團軍即將到達柏林，同第12集團軍一起，對敵人實施反突擊，俄國人將在柏林遭到最慘重的失敗。”一向對希特勒“報喜不報憂”的德軍將領，使他們的元首不了解，部署在柏林東南的布施將軍指揮的第9集團軍已被蘇軍分割包圍了，無法向柏林運動。在柏林西南防守易北河的第12集團軍，由溫克將軍率領拚命向柏林靠近，但終因受到美軍的牽製和蘇軍的阻擊，在進至費爾希地域後就再也前進不了了。幾乎與世隔絕的希特勒，呆在總理府的地下暗堡裏不清楚上述情況，仍不斷地發出由他簽署的無線電報，調兵譴將。實際上，一些將領已不再堅決地執行他的命令了。
4月27日，蘇軍已攻入柏林市的第9區，凱特爾才給柏林打來一個道出實情的電報，電報承認第12集團軍不能繼續前進，第9集團軍也無法突出合圍。希特勒最後一線希望破滅了。柏林守備司令魏德林向希特勒提出了守軍從首都突圍的計劃，並保證“國家元首安全撤離柏林”，他還報告說，彈藥隻夠2晝夜了，糧食和藥品幾乎告罄。陸軍總參謀長克萊勃斯將軍支持魏德林的突圍建議，認為從軍事的觀點看，這個計劃是有可能實現的。但是，希特勒意識到他已徹底輸掉了到這場戰爭，他拒絕離開柏林，他要在這裏堅持到他生命的最後一刻。