六月二十九日，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”，北部科布林要塞的苏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。
〔这批妇孺人数有多少？后来命运如何？本人四处寻找资料而不得而知，假如有人知道，愿听其详。〕
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。德军又恢复了炮击，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五百公斤的重型航弹。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白宫，这个坚固的建筑物坐落在中心堡垒的西北，是苏军战前的要塞建筑指挥所所在地，现在有一股苏军坚守在那里，建筑物被航弹摧毁后，废墟中全部守军中只剩下两个幸存者；中心堡垒的指挥所所在地圣尼古拉教堂也被命中，许多苏军指挥人员当场牺牲，使中心堡垒完全丧失了指挥系统。
照片说明：白宫，战前是苏军布列斯特要塞建筑工程指挥部，在布列斯特保卫战中，曾经被中心堡垒指挥人员作为指挥所。
照片中的建筑是在战后重新修筑的，照片前景是当时白宫的废墟。
猛烈炮火袭击后，德军第四十五步兵师在坦克的支援下对中心堡垒和北部科布林要塞发起总攻。德军步兵冲入被炮火摧毁大半的东部壁垒，与守卫苏军在地下工事和营房中展开激烈近战；德军坦克从中心堡垒北门——布列斯特门冲入堡垒内部，彻底分割了中心堡垒。在第八十二工兵营的配合下，德军步兵向在炮火中残存下来的建筑物实施分割围歼。德军第四十五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：
“第八十二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。”
六月三十日，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。守卫在白宫的苏军在白宫被德军航弹命中后只有两人幸存，这两个人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，在三十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团级政治委员福明在德军总攻后被俘，福明被德军当即枪决在中心堡垒的霍尔姆门外，祖巴乔夫大尉在一九四四年死于纳粹汉密尔堡集中营。这天中心堡垒战斗的最后地点发生在西北壁垒，战前这里是苏军工程兵营房，残余苏军聚集在这里，试图向一河之隔的北部科布林要塞东部壁垒突围，苏军第九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，突围的苏军也被德军击溃在运河岸边。
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。德军第四十五步兵师的一个指挥官在一个报告中写道：“六月三十日，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，仍然有一部分苏军成功转移到堡垒的其他部分坚持战斗。
七月八日，在布列斯特要塞作战中的德军第四十五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，这并不正确，一些被分割开零星活动的小股苏军还在堡垒的废墟中坚持战斗，根据文字记载的资料显示，这些倔强的战士一直战斗到七月中旬。七月十二日，扎夫里洛夫少校聚集了一小部分苏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，但是他四处寻找武器和食物，在东部壁垒的残垣断壁中又坚持了十一天，一九四一年七月二十三日，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活到了战争结束，一九四五年四月被苏军从纳粹集中营解放出来。
布列斯特城的居民回忆，在七月底，堡垒内还经常传来步枪和机关枪的射击声，相信这时候还有个别战士在要塞内与德军交火，没有人知道要塞内最后的战斗在什么时候发生，也没有人知道要塞最后的守卫者是谁，更没有人知道他们是怎么牺牲的。
守卫者们最后坚守堡垒的时间里表现出真正的爱国精神，战后在布列斯特要塞中发现了许多当时要塞守卫者们留下的遗言，其中有：
“我们就要死了，但是我们决不离开要塞。”
“我很渴，但是我不会投降，永别了，祖国。四一年七月二十日。”
“我们很渴，但是我们没有丢脸。”
照片说明：布列斯特中心堡垒墙上的留言：“我们共五个人：谢多夫、格鲁托夫、博格柳布、米哈伊洛夫、谢利沃诺夫。我们参加了第一次战斗。一九四一年六月二十二日。”
照片说明：在中心堡垒一个教堂内墙壁上的最后遗言。“我们是三个俄罗斯人，伊万诺夫、斯提潘契科夫和朱泰耶夫，我们守卫着这个教堂，我们宣誓决不投降。一九四一年七月”。
下面还有一行小字，照片上没有拍摄，是伊万诺夫写的最后遗言：“就剩下我一个人了，斯提潘契科夫和朱万耶夫都牺牲了德国人就在教堂里，我为我自己留了一颗手榴弹，他们别想或者抓住我！”
整个布列斯特要塞保卫战，苏军付出两千～两千五百人阵亡的代价，另外有一大批官兵被俘，但是他们也带给德军重大伤亡，有资料显示，在一九四一年六月二十二日～三十日，三百万德军一线攻击部队一共阵亡了八千八百八十六人，仅在布列斯特要塞，德军第四十五步兵师就阵亡了四百六十二人〔包括八十名军官，另有一千余人负伤〕。保卫战迟滞了德军步兵的进军速度，造成大批德军步兵无法及时参加别尔斯托克－明斯克战役，使许多苏军部队能够从德军的包围圈中突围撤退。
德军在布列斯特要塞内没有能够获取一面要塞守卫苏军单位军旗，在最危险的时候，第三九三高射炮兵营的罗第昂·塞门约克少尉和另外两个战士将自己部队的军旗埋藏在科布林堡垒东部壁垒西边一个废墟里，十五年后，塞门约克回到布列斯特，找到了那个位置将那面光荣的旗帜又挖掘出来，现在它被陈列在布列斯特要塞纪念馆中。
照片说明：布列斯特要塞保卫战纪念馆陈列的苏军大炮，背景是中心堡垒西北壁垒工程兵营房。
战后，苏联军队回到布列斯特要塞，五十年代，要塞内一共发掘出八百三十二具一九四一年要塞阵亡苏军遗体，这些阵亡将士被统一埋葬在他们保卫的要塞内。要塞守卫战成为苏军在战争中英勇不屈的一个象征，战争结束后得到苏联政府的高度赞扬。扎夫里洛夫少校和科兹瓦托夫中尉被授予苏联英雄称号，另外有二百多位要塞守卫者得到各种荣誉奖励。一九五六年十一月八日，布列斯特要塞中心堡垒原工程兵营房〔中心堡垒西北壁垒〕处被重新修复，建立起布列斯特要塞保卫战纪念馆；一九六五年五月八日，布列斯特要塞被授予“英雄要塞”称号，同时授予列宁勋章和红星勋章；一九七一年九月二十五日，布列斯特要塞在经过大规模修复后，成立了布列斯特英雄要塞大型纪念馆。
━━完━━“)