Осаду Брестской крепости вела 45-я пехотная дивизия 12-го армейского корпуса 4-й немецкой армии при содействии артиллерии 31-й пехотной дивизии того же корпуса. 45-й дивизией командовал генерал-майор Фриц Шлипер. 2 июня в 4.15 по крепости был открыт артиллерийский огонь. В нем участвовала 2-я батарея 833-го тяжелого артдивизиона, имевшая 2 сверхтяжелые 600-мм мортиры «Карл». Она стреляла фугасными и бетонобойными снарядами весом 1,7 и 2,2 тонны. Снаряд самой крупнокалиберной в мире самоходной мортиры с расстояния 4,5 километра пробивал бетонную плиту толщиной до 3,5 метра или 450-миллиметровую броню.
Артиллерийским огнем были уничтожены склады, водопровод, прервана связь. Гарнизон крепости понес большие потери. В 4.45 начался первый штурм. Оборона сразу приняла очаговый характер. Особенно ожесточенные бои шли на Волынском и Кобринском укреплениях. На крепость наступали около 1,5 тыс. человек из состава трех батальонов. Штурмовой отряд немцев, наступавший через Тереспольское укрепление, не встретил серьёзного сопротивления и, пройдя цитадель, передовыми группами вышел на Кобринское укрепление. Однако оказавшиеся в тылу немцев части гарнизона перешли в контратаку, расчленив и частично уничтожив атакующих. К 7.00 22 июня 42-я и 6-я стрелковые дивизии покинули крепость и сам Брест. Всего ушло около 6 тыс. бойцов, а 9 тыс. осталось в крепости. К 9 часам утра крепость была окружена.
Надо отметить, что на 10 июня 1941 года в тюрьме Брестской крепости находились 680 заключенных. В основном это были бывшие польские офицеры и белорусские и украинские националисты. 22 июня здание тюрьмы было захвачено разведывательным батальоном 45-й пехотной дивизии вермахта под командованием Гельмута фон Паннвица, будущего командира 15-го казачьего кавалерийского корпуса. Часть заключённых погибла во время боя, а остальные были освобождены.
На главном направлении германского наступления, на правом фланге, находился 130-й пехотный полк под командованием полковника Гельмута Гиппа. Полк должен был форсировать Буг, овладеть Южным островом и четырьмя мостами на Мухавце к востоку от крепости. Затем, пройдя южной частью Брест-Литовска, продвигаться к восточным предместьям города. Захватить Волынское укрепление предстояло двум ротам 3-го батальона (320 человек) майора Ульриха, находившимся во втором эшелоне полка. Для подстраховки с целью захвата мостов и предотвращения их подрыва была задумана спецоперация группы лейтенанта Кремера, которая должна была попытаться взять мосты, продвигаясь на штурмовых лодках вверх по южному рукаву Мухавца.
135-й полк полковника Фридриха Йона (2780 человек, 151 пулемет,