1941年6月22日，苏德战争爆发，德军中央集团军群的任务是攻占布列斯特、明斯克、斯摩棱斯克直指莫斯科，而位于布格河东岸的布列斯特要塞首当其冲，成为中央集团军群首先进攻的目标。6月22日凌晨2点，德军第45步兵师的先头部队已经埋伏在指定地点，等待着进攻的命令。
布列斯特要塞，从1830年在布列斯特老城基础上构筑，始为临时工事，1833－1842年间改建为永久工事。该要塞坐落于穆哈维茨河和布格河两河支流及渠道分割成的4个小岛上，由中央工事和3个桥头堡组成。中央工事为环形封闭式，长1.8里，砖墙厚2米。它由布格河和人工运河分割开的四个独立小岛组成，中心城堡位于整个筑垒地域的中心。中心堡垒西南是捷列斯波尔要塞，正南方是沃伦要塞，北方则有科布林要塞作为屏障。各个要塞四周均有河流包围，要塞之间用桥梁连接。沃伦要塞和捷列斯波尔要塞是布列斯特要塞的主要屏障，其中捷列斯波尔要塞被建造在布格河的岸边，内中包括许多旧沙俄时代的教堂和修道院，这些建筑物是整个要塞防御工事的重要组成部分。北部的科布林要塞是原来的旧布列斯特城，这里街道密布，有许多早期石头建造的坚固建筑物。第一次世界大战后，要塞外围又增筑了两道堡垒地带，变得更加坚固。该要塞现只保存部分遗迹。1918年3月3日苏维埃俄国与德国及其盟国在要塞内签订了著名的《布列斯特合约》，为新生的苏维埃政权争取到宝贵的“喘息时机”。
凌晨3点，战争爆发了，德军集中了12个炮兵营的重炮对布列斯特要塞进行重点轰炸，并派出飞机对布列斯特要塞进行轰炸，紧接着，德军第45步兵师轻易地冲入了要塞，当他们穿过捷列斯波尔要塞和沃伦要塞来到中心堡垒时，他们惊讶的发现，经过德军猛烈炮击的中心堡垒竟然完好无损！德军开始用500mm口径的火炮对要塞发射重达一吨的炮弹，但是效果并不理想。要塞中的苏军被奥或惊醒，他们迅速进入了战斗位置，并把进入要塞的德军赶了出去。
战役的第一天，德军就把4座要塞分割包围，而且要塞中没有一名高级指挥官，苏军士兵只得各自为战。要塞中粮食紧缺，水源匮乏，弹药消耗殆尽，苏军在如此艰苦的环境下死守阵地，甚至发起反冲锋，牵制了德军大量的部队，挡住了第2集团军唯一的不及通道，给了德军以重大杀伤。
6月27日，德军动用了能够发射2吨多重炮弹的600mm口径的重炮对要塞进行了持续2天的轰炸，在1942年的塞瓦托斯波尔大炮击之前，这是苏德战争中岁猛烈的一次炮击。尽管如此，要塞内的苏军并没有被德军的炮弹打趴下，他们还在顽强的抵抗着。可是远在莫斯科的苏联红军指挥部却不知道，在苏德边境，还有一些坚强不屈的战士，为了保卫祖国，明知没有任何生的希望，却还在顽强不屈的抵抗着。这些伟大的苏联士兵拿着轻武器，在敌占区抵挡了数倍于己的敌人30余天！“我要牺牲了，但决不投降！永别了，祖国。”这悲壮的话语在战后布列斯特要塞的残垣断壁上随处可见，这些英勇无畏的英雄，用生命捍卫了自己和祖国的尊严。
在整个布列斯特要塞保卫战中，苏军阵亡了2500名士兵，并且有大批士兵被俘，德军损失不详，换来了大批德军无法参加明斯克战役，使得许多苏军能够从德军的包围圈中撤出。在德军围困布列斯特要塞时，苏军一名军官把要塞守军的军旗埋在了科布林要塞的废墟里，战后，这名军官又来到这里，挖出了军旗，现在这面军旗被陈列在布列斯特要塞纪念馆中。1965年，布列斯特要塞由于在卫国战争中的表现，荣获了“英雄要塞”称号
