Поэтому я решил танковыми дивизиями форсировать Западный Буг по обе стороны Брест-Литовска, а для наступления на крепость попросил подчинить мне пехотный корпус… 4-я армия должна была также временно придать мне для обеспечения форсирования реки Западный Буг несколько пехотных и прежде всего артиллерийских частей… Я не рассчитывал на немедленное падение крепости Брест-Литовск…»
По воспоминания свидетелей, к 22 июня Брестская крепость, как и сам город Брест, к обороне не готовилась. Тот же генерал Г. Гудериан пишет: «Тщательное наблюдение за русскими убеждало меня в том, что они ничего не подозревают о наших намерениях. Во дворе Брестской крепости, который просматривался с наших наблюдательных пунктов, под звуки оркестра они производили развод караулов. Береговые укрепления вдоль Западного Буга не были заняты русскими войсками. Работы по укреплению берега едва ли хоть сколько-нибудь продвинулись вперед за последние недели. Перспективы сохранения момента внезапности были настолько велики, что возник вопрос, стоит ли при таких обстоятельствах проводить артиллерийскую подготовку в течение часа, как это предусматривалось приказом».
Наступление немецких войск для советского командования на тактическом уровне было внезапным. Немецкая бомбардировочная и штурмовая авиация нанесла по Бресту бомбоштурмовой удар.
Танковые соединения танковой группы Г. Гудериана сразу же начали охватывать Брестский укрепленный район с севера и юга. Непосредственно на Брест и Брестскую крепость двинулся 12-й армейский корпус генерала Вальтера Шрота. Непосредственно штурм Брестской крепости был поручен штурмовым отрядам 45-й Верхне-Австрийской дивизии, которая была усилена тремя артиллерийскими полками, девятью тяжелыми мортирами калибра 210 мм и девятью тяжелыми минометными батареями «Небельверфер», в составе которых было 54 280-мм минометов, способных стрелять 45,4-кг минами. Кроме того, для стрельбы по Брестской крепости заранее были доставлены две 126-тонных 600-мм осадных артиллерийских системы «Карл», стрелявшие фугасными и бетонобойными снарядами весом 1,7 и 2,2 тонны. Вполне понятно, что потери среди советских войск и разрушения в Брестской крепости уже в первые часы войны были огромными. Уже к 7 часам утра части 45-й и 34-й немецких пехотных дивизий заняли Брест, а остатки войск 4-й армии к исходу дня были отброшены на 25–40 километров от государственной границы. Крепость к 9 часам утра была полностью блокирована противником.
На Брестскую крепость был обрушен шквал артиллерийского огня. Артиллерия стреляла по рубежам. По каждому рубежу огонь велся в течение 4 минут, затем переносился на следующий огневой рубеж, находившийся на удалении в 100 метров. За таким огневым валом двигались штурмовые группы, созданные на базе подразделений 130-го и 135-го пехотных полков, усиленные подразделениями 81-го саперного батальона.
Казалось, наступление такого порядка не может встретить сильного сопротивления. Немецкие войска ворвались в крепость. Но внутри бои приняли ожесточенный характер. Более того, отдельные группы советских подразделений даже контратаковали врага. Но с самого начала оборона распалась на отдельные очаги без единого руководства, без связи и без взаимодействия. Первый отпор противнику был не чем иным, как стихийной реакцией на врага, и не носил характер подготовленной обороны.
Бой продолжался. Для преодоления сопротивления защитников крепости немецкое командование было вынуждено применить самоходные орудия, которые, войдя внутрь цитадели, начали расстреливать отдельные огневые точки. Практически в конце первого дня штурма Брестская крепость была занята противником, но официально она продолжала сражаться до конца июля 1941 года.
Потери немцев при штурме Брестской крепости были большими. Они потеряли более 1500 солдат и офицеров. В районе Бреста было оборудовано первое на советской земле немецкое кладбище, где было захоронено 482 солдата и офицера. Но потери советских войск убитыми и пленными в районе Бреста были намного большими.
Но надо понимать, что после 22 июня ни классического штурма, ни классической обороны этой твердыни уже не велось. Несколько уцелевших красноармейцев и командиров, укрывшись надень в подвалах, вечером выходили из своих убежищ и стреляли в немецких часовых. Генерал Вальтер фон Унгу, назначенный комендантом Бреста 30 июля, принимая дела, вынужден был отметить: «В общем-то, это — пустынные груды развалин, дымящиеся и зловонные, где все еще велся ружейно-пулеметный огонь от оставшихся советских солдат».