Niemcy i ich wschodni kolaboranci (głównie Azerowie) zaciekle atakowali budynek przy wsparciu lotnictwa i dział szturmowych. Około południa w gmachu wybuchł pożar, którego nie dało się ugasić z powodu braku wody. Silny ogień broni maszynowej od strony pobliskiej gazowni, szpitala św. Łazarza i alei Na Skarpie uniemożliwiał ewakuację rannych. Sytuacja pogorszyła się, gdy w okolicach godziny 17:00 szpital zbombardowały niemieckie samoloty. Gmach częściowo się zawalił, a w schronie w którym ukrywała się część rannych i chorych wybuchł pożar, w wyniku którego kilkudziesięciu pacjentów spłonęło żywcem. Pozostałych przy życiu ludzi wynoszono na ulicę wśród toczącego się wokół boju, wskutek czego ginął i personel i pacjenci. Ratując rannych zginęli m.in. dr Zdzisław Górecki, dr Wanda Kozakiewicz-Grochowska, dr Mieczysław Dziewanowski, dr Tatiana Dziewanowska i dr Zofia Pęska. Około 120 pacjentów udało się ewakuować z płonącego skrzydła gmachu, jednak w związku z faktem, iż opanowana przez powstańców część ulicy Czerniakowskiej również stała w płomieniach, personel sanitarny musiał przenieść rannych do zajętej przez Niemców gazowni. Tam kryminaliści z pułku Dirlewangera kopali ich i bili, dopuszczając się przy tym grabieży oraz gwałtów na kobietach.