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.
