Manstein attaque sur un front de 50 kilomètres. La préparation d’artillerie dure cinq jours du 2 au 5 juin. Le 7 juin, l’infanterie attaque, soutenue par l’artillerie qui réduit un à un les points fortifiés. Face à la résistance acharnée des soviétiques, les Allemands utilisent massivement les lance-flammes (pour brûler et asphyxier les défenseurs), les grenades et explosifs. Des mille hommes de garnison d'une des batteries cuirassées, «Maxime Gorki», il n’est fait que 40 prisonniers !

Dora est utilisée pour réduire les batteries côtières. Elle tire à 25 kilomètres ce qui lui permet des tirs précis. Elle réduit la batterie «Molotov» en sept obus le 8 juin. Elle détruit aussi un dépôt de munition sous-marins enfouit sous trente mètre de craie avec aussi sept obus. Dora pulvérise ainsi sept objectifs. Le canon se tait le 17 juin, il a tiré 47 obus (sur un total de plus de 500 000 obus tirés sur la forteresse).
En effet le 17, la brêche est ouverte, les Allemands s’emparent de cinq forts (dont Maxime Gorki). Les derniers défenseurs sont ravitaillés par quelques sous-marins et vedettes rapides. Le 28 et 29 juin, les Allemands effectuent un raid amphibie dans la ville même et installent une tête de pont.
Staline qui a ordonné de résister jusqu’à la dernière goutte de sang autorise un rembarquement mais les allemands sont maîtres du ciel. La flotte de la Mer Noire tente sans grand succès un petit Dunkerque. De nombreux défenseurs se suicident (ou se font suicider !).

Von Manstein annonce une victoire totale, 90 000 prisonniers (avec la bataille de Crimée qui a eu lieu avant, pas seulement la forteresse), 467 canons et 758 mortiers. On ne sait pas le nombre de morts Allemands. Suite à cette bataille, Manstein est promu Maréchal par Hitler.