Po stronie niemieckiej walczyło ponad 200 czołgów i samochodów pancernych, po polskiej – dwa pociągi pancerne i ponad 30 czołgów Renault FT-17 z końca I wojny światowej. Uzbrojone w armatkę lub karabin maszynowy nadawały się co najwyżej do szkolenia. Były słabo opancerzone i poruszały się z prędkości zaledwie 8 kilometrów na godzinę.
Do Brześcia przybyły dwie będące w odwodzie naczelnego wodza kompanie FT-17, po 15 maszyn każda. 112. kompania pod dowództwem por. Wacława Stoklasa trafiła do twierdzy brzeskiej, a czołgi 113. kompanii por. Jerzego Ostrowskiego rozmieszczono w ogródkach działkowych na północ od cytadeli. I na nie właśnie 14 września spadła niemiecka nawała.To było dramatyczne starcie. Polacy zostali zaatakowani przez II batalion niemieckiego 8. pułku pancernego. Ok. 70 nowoczesnych maszyn uderzyło na 15 przestarzałych renówek. Można sobie wyobrazić, jak czuli się nasi pancerniacy, widząc dziesiątki maszyn wroga.
Niemcy byli zaskoczeni, że polskie czołgi stanęły do walki. Nie spodziewali się oporu. Natarcie było jednak miażdżące. Po kilkunastu minutach wśród drzewek owocowych dymiło 12 rozbitych polskich czołgów. Pozostałe wycofały się w kierunku twierdzy. Niemców udało się jednak zatrzymać, zwłaszcza że polskim czołgistom na pomoc przyszły pociągi pancerne „Śmiały” i „Bartosz Głowacki”.
W twierdzy lepiej wykorzystano stare renówki. Rozlokowano je wzdłuż wałów, w specjalnych wykopach, jako ukryte, opancerzone gniazda dział i karabinów maszynowych. Z kilku czołgów zrobiono barykadę w bramie. Heinz Guderian, dowódca niemieckiego XIX Korpusu, pisał we wspomnieniach: „próba zdobycia cytadeli nagłym atakiem czołgów rozbiła się o to, że Polacy ustawili w poprzek bramy wjazdowej stary czołg typu Renault, tak że nasze czołgi nie mogły się przez nią przedostać”. Obrońcy twierdzy odparli aż siedem niemieckich natarć.
Nocą z 16 na 17 września większość polskich żołnierzy wycofała się na lewy brzeg Bugu. Niemcy zdobyli twierdzę i kilka dni później przekazali ją Sowietom. Na ulicach Brześcia wspólnie defilowały czołgi niemieckie i sowieckie.
