13 września z twierdzy ewakuowano przebywające tam rodziny części obrońców, teren zaminowano, przygotowano okopy, a przy bramach ustawiono czołgi.
Do Brześcia zmierzał niemiecki XIX Korpus Pancerny generała porucznika Heinza Guderiana. Celem działań niemieckich było zajęcie miasta i twierdzy tak, aby nie dopuścić do połączenia się obecnych tam wojsk polskich z SGO „Narew”. Siły niemieckie przewyższały polskie odpowiednio: w piechocie 2 razy, w czołgach 4 razy, w artylerii 6 razy.
14 września 77 czołgów z 10 Dywizji Pancernej próbowało wziąć twierdzę z marszu, lecz atak został odparty pomimo ciężkich strat po stronie obrońców. Kolejny szturm został przygotowany poprzez bombardowania z powietrza i ostrzał artyleryjski. 16 września 10 Dywizja Pancerna oraz 20 Dywizja Zmotoryzowana przystąpiły do nowego natarcia, lecz i ono zostało odparte. W tym szturmie śmierć poniósł między innymi adiutant Guderiana, a ranny został gen. Plisowski. W nocy z 16 na 17 września Plisowski wydał rozkaz opuszczenia twierdzy w celu ewakuacji do Terespola. Odwrót osłaniał batalion marszowy 82 pułku piechoty kapitana Wacława Radziszewskiego, który nie wycofał się, ale skrycie zajął fort Sikorskiego (Berga).