Как и было оговорено, артиллерия открыла огонь, но наступление вновь приостановилось — из-за неспособности пехоты 10 PzDiv наступать непосредственно за огневым валом. Потеряв терпение, Гудериан вместе со своим адъютантом — оберст-лейтенантом Браубахом пошел в передовые подразделения. Однако когда те все-таки вновь поднялись, запоздало и уже без приказа, то, судя по всему, из-за окончательно спутавшегося графика, огонь задних рядов накрывал передние. Браубах отправился туда, чтобы прекратить беспорядок, но его с расстояния 100 метров тяжело ранил польский снайпер с бастиона. Несколько дней спустя адъютант Гудериана скончался от полученных ранений. Атака вновь была отбита, причем с еще более тяжелыми потерями для немцев.
Однако и поляки, к тому времени (с 14 по 16 сентября) отбившие 7 пехотных атак, поддерживаемых танками, артогнем и авиацией, потеряли около 40 % (убитыми и ранеными).
Учитывая потери, уменьшение количества боеприпасов, а также то, что на некоторых участках немцам все же удалось ворваться за главный вал и оттеснить поляков в Цитадель, в 17 часов генерал Плисовский принял решение покинуть Центральное укрепление. Этому решению способствовало и то, что Плисовский, к тому времени раненный осколком, утратил связь с командованием. Ситуацию (а к тому времени польское правительство уже готовилось выехать из страны) не знал никто. Немаловажным было и то, что немцы вот-вот перекроют единственный свободный путь — на Тересполь.
Под покровом темноты поляки покинули крепость. Отход прикрывал маршевый батальон 82-го пехотного полка и 2-я рота саперов, с задачей — заминировать дорогу и взорвать мосты. Затем они имели право покинуть крепость, присоединившись к идущим в Тересполь остальным частям.
Кстати, те действительно двинулись вовремя — в темноте у шоссе на Тересполь прошли перестрелки с патрулями I.R.76 — полком, накануне получившим приказ, переправившись через Буг и выйдя к крепости со стороны Тересполя, атаковать ее с запада. Однако поляки опередили.
Утром 17 сентября I.R.76 полковника Голлника вошел в Цитадель.
Потери сторон при боях за крепость неизвестны, однако только 15 сентября потери 69 пп 20 мд — 127 убито, 226 ранено (в т. ч. 10 — смертельно), 7 утонуло в крепостных рвах.
В районе крепости было взято в плен 988 польских солдат и офицеров, в основном раненые, оставшиеся в госпитале.
При оставлении крепости польскими войсками произошел достойный упоминания эпизод. Командир маршевого батальона 82-го пехотного полка, оставшегося прикрывать отход, капитан Радзишевский, заявил своим солдатам, что остается сражаться, разрешив им уйти. Солдаты приняли решение остаться с ним.
Тем временем отряд Радзишевского ожидали саперы 2-й роты, чьи отправленные к Радзишевскому связные так и не вернулись. Была слышна лишь перестрелка на Северном острове.
Саперы ждали до последнего, пока два их взвода не были блокированы на Центральном острове вошедшими с севера и с запада немцами. Пришлось уйти через Южный остров.
Однако неукротимый Радзишевский продолжал обороняться на Северном острове. Лишь ночью 17 сентября капитан и его люди (причем все еще имея одно орудие!) скрытно покинули его территорию, вновь заняв форт «Граф Берг» («форт Сикорского»). Немцы, занимаясь очисткой крепости, не знали об этом, считая форт пустым. Лишь 19 сентября подъехавший к форту патруль на мотоцикле предложил Радзишевскому сдаться.
Получив отказ, немцы блокировали форт и с утра 20 сентября начали систематически обстреливать его несколькими гаубицами. Но фугасные снаряды среднего калибра не причиняли особого ущерба, а в пехотных атаках немцы уже не видели смысла. В любом случае блокирование форта было достаточно надежным, поляки вряд ли смогли бы выбраться из него.
…22 сентября в Брест вошли подразделения 29-й танковой бригады РККА. Уже вечером Красная Армия взялась за форт — после мощного артналета в него попытались ворваться два бронеавтомобиля. Однако один из них свалился в ров, а второй был подбит выстрелом из единственной пушки, имевшейся у поляков. Трижды форт штурмовала и советская пехота, но, неся потери, вынуждена была отступать.
23 сентября был посвящен в основном приемке Бреста у немцев, блокированный форт на время оставили в покое. 24 и 25 сентября новые атаки — и вновь отбиты.
26 сентября по форту работала тяжелая артиллерия, на штурм были брошены значительные силы. Радзишевский вновь устоял, но потери его группы были тяжелыми. Несмотря на это, он вновь отклонил предложение о капитуляции, теперь уже от советских парламентеров.