23 июня вновь с артобстрела и бомбардировки начать штурм крепости. Бои в крепости приняли ожесточенный, затяжной характер, которого враг никак не ожидал. Упорное героическое сопротивление советских воинов встретили немецко-фашистские захватчики на территории каждого крепостного укрепления. На территории пограничного Тереспольского укрепления оборону держали воины курсов шоферов Белорусского пограничного округа под командованием начальника курсов старшего лейтенанта Ф.М. Мельникова и преподавателя курсов лейтенанта Жданова, транспортной роты 17-го погранотряда во главе с командиром старшим лейтенантом А.С. Черным совместно с бойцами кавалерийских курсов, саперного взвода, усиленных нарядов 9-й погранзаставы, ветлазарета, сборов физкультурников. Им удалось очистить от прорвавшегося противника большую часть территории укрепления, но из-за недостатка боеприпасов и больших потерь в личном составе удержать ее они не могли. В ночь на 25 июня остатки групп Мельникова, погибшего в боях, и Черного, форсировали Западный Буг и присоединились к защитникам Цитадели и Кобринского укрепления.
На Волынском укреплении к началу военных действий размещались госпитали 4-й армии и 28-го стрелкового корпуса, 95-й медико-санитарный батальон 6-й стрелковой дивизии, находилась немногочисленная часть состава полковой школы младших командиров 84-го стрелкового полка, наряды 9-й погранзаставы. На земляных валах у Южных ворот оборону держал дежурный взвод полковой школы. С первых минут вражеского вторжения оборона приобрела очаговый характер. Противник стремился пробиться к Холмским воротам и, прорвавшись, соединиться с штурмовой группой в Цитадели. На помощь из Цитадели пришли воины 84-го стрелкового полка. В черте госпиталя оборону организовали батальонный комиссар Н.С. Богатеев, военврач 2-го ранга С.С. Бабкин (оба погибли). Ворвавшиеся в госпитальные здания немецкие автоматчики зверски расправлялись с больными и ранеными. Оборона Волынского укрепления полна примеров самоотверженности бойцов и медперсонала, сражавшихся до конца в развалинах зданий. Прикрывая раненых, погибли медсестры В.П. Хорецкая и Е.И. Ровнягина. Захватив больных, раненых, медперсонал, детей, 23 июня гитлеровцы использовали их в качестве живого заслона, погнав впереди атакующих Холмские ворота автоматчиков. "Стреляйте, не жалейте нас!" - кричали советские патриоты. К концу недели очаговая оборона на укреплении затухла. Некоторые бойцы влились в ряды защитников Цитадели, немногим удалось пробиться из вражеского кольца. В Цитадели - самом крупном узле обороны - к концу дня 22 июня определилось командование отдельных участков обороны: в западной части, в районе Тереспольских ворот, ее возглавили начальник 9-й погранзаставы А.М. Кижеватов, лейтенанты из 333-го стрелкового полка А.Е. Потапов и А.С. Санин, старший лейтенант Н.Г. Семенов, командир 31-го автобата Я.Д. Минаков; воинов 132-го батальона - младший сержант К.А. Новиков. Группу бойцов, занявших оборону в башне над Тереспольскими воротами, возглавил лейтенант А.Ф. Наганов. К северу от 333-го стрелкового полка, в казематах оборонительной казармы сражались бойцы 44-го стрелкового полка под командованием помощника командира 44-го стрелкового полка по хозяйственной части капитана И.Н. Зубачева, старших лейтенантов А.И. Семененко, В.И. Бытко (с 23 июня). На стыке с ними у Брестских ворот сражались воины 455-го стрелкового полка под командованием лейтенанта А.А. Виноградова и политрука П.П. Кошкарова. В казарме 33-го отдельного инженерного полка боевыми действиями руководил помощник начальника штаба полка старший лейтенант Н.Ф. Щербаков, в районе Белого дворца - лейтенант А.М. Нагай и рядовой А.К. Шугуров - ответственный секретарь комсомольского бюро 75-го отдельного разведывательного батальона. В районе расположения 84-го стрелкового полка и в здании Инженерного управления руководство на себя взял заместитель командира 84-го стрелкового полка по политической части полковой комиссар Е.М. Фомин. Ход обороны требовал объединения всех сил защитников крепости. 24 июня в Цитадели состоялось совещание командиров и политработников, где решался вопрос о создании сводной боевой группы, формировании подразделений из воинов разных частей, утверждении их командиров, выделившихся в ходе боевых действий. Был отдан Приказ № 1, согласно которому командование группой возлагалось на капитана Зубачева, его заместителем назначен полковой комиссар Фомин. Практически они смогли возглавить оборону только в Цитадели. И хотя командованию сводной группы не удалось объединить руководство боями на всей территории крепости, штаб сыграл большую роль в активизации боевых действий. Штаб в своей деятельности опирался на коммунистов и комсомольцев, партийные организации, создаваемые в ходе боев. По решению командования сводной группы были предприняты попытки прорвать кольцо окружения. 26 июня пошел на прорыв отряд (120 человек, в основном сержанты) во главе с лейтенантом Виноградовым. За восточную черту крепости удалось прорваться 13 воинам, но они были схвачены врагом. Безуспешными оказались и другие попытки массового прорыва из осажденной крепости, пробиться смогли только отдельные малочисленные группы. Оставшийся маленький гарнизон советских войск продолжал сражаться с необыкновенной стойкостью и упорством. О непоколебимом мужестве бойцов гласят их надписи на крепостных стенах: "Нас было пятеро Седов, Грутов, Боголюб, Михайлов, Селиванов В. Мы приняли первый бой 22 июня 1941. Умрем, но не уйдем отсюда...", "26 июня 1941 г. Нас было трое, нам было трудно, но мы не пали духом и умираем, как герои", об этом свидетельствуют обнаруженные во время раскопок Белого дворца останки 132 воинов и надпись, оставленная на кирпичах: "Умираем не срамя". На Кобринском укреплении с момента военных действий сложилось несколько участков ожесточенной обороны. На территории этого самого большого по площади укрепления находилось много складов, коновязей, артиллерийских парков, размещались в казармах, а также в казематах земляного вала (периметром до 1,5 км) личный состав, в жилом городке - семьи начсостава. Через Северные и Северо-западные, Восточные ворота укрепления в первые часы войны выходила в предусмотренные пункты сбора часть состава гарнизона, оснвные силы 125-го стрелкового полка (командир майор А.Э. Дулькейт) и 98-го отдельного противотанкового артиллерийского дивизиона (командир капитан Н.И. Никитин). Жесткое прикрытие выхода из крепости через Северо-западные ворота воинов гарнизона, а затем и оборону казармы 125-го стрелкового полка возглавил батальонный комиссар С.В. Дербенев. Противнику удалось перебросить с Тереспольского укрепления на Кобринское понтонный мост через Западный Буг (по нему, срывая переправу, вели огонь защитники западной части Цитадели), захватить в западной части Кобринского укрепления плацдарм и двинуть туда пехоту, артиллерию, танки. В районе Западного форта и домов начсостава, куда проник противник, оборону возглавили командир батальона 125-го стрелкового полка капитан В.В. Шабловский и секретарь партбюро 333-го стрелкового полка старший политрук И.М. Почерников. Оборона в этой зоне угасла к концу третьего дня. Напряженный характер носили бои в районе Восточных ворот укрепления, где в течение почти двух недель сражались бойцы 98-го отдельного противотанкового артиллерийского дивизиона. Противник, форсировав Мухавец, двинул в эту часть крепости танки и пехоту. Перед бойцами дивизиона стояла задача - задержать врага в этой зоне, не дать ему возможности проникнуть на территории укрепления и сорвать выход частей из крепости. Возглавили оборону начальник штаба дивизиона лейтенант И.Ф. Акимочкин, в последующие дни вместе с ним и заместителем командира дивизиона по политчасти старший политрук Н.В. Нестерчук. В северной части главного вала в районе Северных ворот в течение двух дней сражалась группа бойцов из разных подразделений (из тех, кто прикрывал выход и был ранен или не успел уйти) под руководством командира 44-го стрелкового полка майора П.М. Гаврилова. На третий день защитники северной части главного вала отошли в Восточный редюит (форт), где находилась часть 393-го отдельного зенитно-артиллерийского дивизиона, транспортная рота 333-го стрелкового полка, учебная батарея 98-го отдельного противотанкового артиллерийского дивизиона, воины других частей. Здесь же в укрытии находились семьи командиров. Всего собралось около 400 человек. Руководили обороной форта майор Гаврилов, заместитель по политчасти политрук С.С. Скрипник из 333-го стрелкового полка, начальник штаба - командир 18-го отдельного батальона связи капитан К.Ф. Касаткин. В ходе боев из коммунистов разных частей была создана партийная организация, сформированы роты и назначены их командиры, развернут лазарет, который возглавила лейтенант медицинской службы Р.И. Абакумова, организованы наблюдательный и командный пункты, налажено взаимодействие отдельных участков. В земляных валах, окружающих форт, прорыты окопы, на валах и во внутреннем дворе установлены пулеметные точки. Форт стал неприступным для немецкой пехоты. По свидетельству противника, "сюда нельзя было подступиться, имея только пехотные средства, так как превосходно организованный ружейный и пулеметный огонь из глубоких окопов и подковообразного двора скашивал каждого приближающегося. Оставалось только одно решение - голодом и жаждой принудить русских сдаться в плен...". Гитлеровцы методически целую неделю атаковали крепость. Советским воинам приходилось отбивать по 6-8 атак в день. Рядом с бойцами были женщины и дети. Они помогали раненым, подносили патроны, участвовали в боевых действиях. Фашисты пустили в ход танки, огнеметы, газы, поджигали и скатывали с внешних валов бочки с горючей смесью. Горели и рушились казематы, нечем было дышать, но когда в атаку шла вражеская пехота, снова завязывались рукопашные схватки. В короткие промежутки относительного затишья в репродукторах раздавались призывы сдаваться в плен. Находясь в полном окружении, без воды и продовольствия, при острой нехватке боеприпасов и медикаментов гарнизон мужественно сражался с врагом. Только за первые 9 дней боев защитники крепости вывели из строя около 1,5 тысяч солдат и офицеров противника. К концу июня враг захватил большую часть крепости, 29 и ЗО июня гитлеровцы предприняли непрерывный двухсуточный штурм крепости с использованием мощных (500 и 1800-килограммовых) авиабомб. 29 июня погиб, прикрывая с несколькими бойцами группу прорыва, Кижеватов. В Цитадели 30 июня гитлеровцы схватили тяжелораненых и контуженых капитана Зубачева и полкового комиссара Фомина, которого фашисты расстреляли недалеко от Холмских ворот. 30 июня после длительного обстрела и бомбежки, завершившихся ожесточенной атакой, гитлеровцы овладели большой частью сооружений Восточного форта, захватили в плен раненых. В результате кровопролитных боев и понесенных потерь оборона крепости распалась на ряд изолированных очагов сопротивления. До 12 июля в Восточном форту продолжала сражаться небольшая группа бойцов во главе с Гавриловым, позже, вырвавшись из форта,- в капонире за внешним валом укрепления. Тяжело раненные Гаврилов и секретарь комсомольского бюро 98-го отдельного противотанкового артиллерийского дивизиона, заместитель политрука Г.Д. Деревянко 23 июля попали в плен. Но и позже 20-х чисел июля в крепости продолжали сражаться советские воины. Последние дни борьбы овеяны легендами. К этим дням относятся надписи, оставленные на стенах крепости ее защитниками: "Умрем, но из крепости не уйдем", "Я умираю, но не сдаюсь. Прощай, Родина. 20.11.41 г.". Ни одно из знамен воинских частей, сражавшихся в крепости, не досталось врагу. Знамя 393-го отдельного артиллерийского дивизиона закопали в Восточном форту старший сержант Р.К. Семенюк, рядовые И.Д. Фольварков и Тарасов. 26.09.1956 года оно было откопано Семенюком. В подвалах Белого дворца, Инженерного управления, клуба, казармы 333-го полка держались последние защитники Цитадели. В здании Инженерного управления и Восточном форту гитлеровцы применили газы, против защитников казармы 333-го полка и 98-го дивизиона, капонира в зоне 125-го полка - огнеметы. С крыши казармы 333-го стрелкового полка к окнам были спущены взрывчатые вещества, но раненные взрывами советские воины продолжали стрелять до тех пор, пока стены здания не были разрушены и сровнены с землей. Противник вынужден был отметить стойкость и героизм защитников крепости. В июле командир 45-й немецкой пехотной дивизии генерал Шлиппер в "Донесении о занятии Брест-Литовска" сообщал: "Русские в Брест-Литовске боролись исключительно упорно и настойчиво. Они показали превосходную выучку пехоты и доказали замечательную волю к сопротивлению".
Оборона Брестской крепости - пример мужества и стойкости советского народа в борьбе за свободу и независимость Родины, яркое проявление нерушимого единства народов СССР. Защитники крепости - воины более чем 30 национальностей СССР - до конца выполнили свой долг перед Родиной, совершили один из величайших подвигов советского народа в истории Великой Отечественной войны. Советский народ, Коммунистическая партия, Советское правительство высоко оценили исключительный героизм защитников крепости. Звание Героя Советского Союза присвоено майору Гаврилову и лейтенанту Кижеватову. Около 200 участников обороны награждены орденами и медалями. 08.05.1965 года крепости присвоено почетное звание "Крепость-герой" с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда".
На территории крепости создан музей обороны Брестской крепости. 25.09.1971 открыт мемориальный комплекс Брестская крепость герой. Одна из улиц города носит название улицы Героев обороны Брестской крепости, имя защитников Брестской крепости носит СШ № 1.