Как только непосредственная опасность падения цитадели миновала, ее защитники вновь атаковали здание клуба, организовав совместную операцию нескольких боевых групп. Красноармейцы ворвались в бывшую церковь и уничтожили солдат противника.
«Часов в 10–12 утра, – вспоминал старший сержант И. И. Долотов, – обнаружили, что в бывшем костеле засели немцы. Их атаковали из дверей и окон казармы, расположенной по другую сторону от Трехарочных ворот. Атаку поддерживали винтовочным и пулеметным огнем из окон второго этажа казармы нашего полка. С другой стороны казармы, в районе Холмских ворот, шел ожесточенный бой; около полудня к атакующим присоединились и мы.
Перед этим со стороны 84-го стрелкового полка прибежали трое. Они передали чье-то распоряжение об атаке на костел и, между прочим, об устройстве окопов перед казармами со стороны Мухавца. Окопов так и не сделали, так как вся стена обстреливалась с противоположного берега.
Я бежал к костелу со второй очередью атакующих. Пространство это небольшое, еще вчера здесь стояли палатки, походные кухни, но сейчас их как и не бывало. От дерева к дереву перебежками дошли до стен. Многие падали, сраженные огнем неприятеля. Лежа у стены, перевели дыхание. Изнутри слышались крики, взрывы и выстрелы. Двери костела, обращенные в сторону 333-го стрелкового полка, были открыты. Туда вбегали и выбегали наши красноармейцы. Внутри костела стоял мрак, и в первый момент не видно было даже людей, а только красноватые вспышки автоматных очередей. Немцы засели на хорах, наши внизу.
Скоро глаза привыкли, и мне показалось, что их не так уж много: 5–6 автоматов стреляли сверху. На крики у дверей я выскочил на улицу. Оказалось, что фашисты выпрыгивали из окон и бежали по направлению к кустам, растущим вдоль тротуара. Мы открыли огонь. Кроме того, гитлеровцы наткнулись на колючую проволоку, скрытую кустами и отгораживающую территорию сада от дороги. Небольшая группа там, на хорах, поддерживала отход основных сил».
Правда, клуб был отбит лишь наполовину. Некоторые из немцев укрылись в подвале, другая часть сумела закрепиться на хорах. Но теперь они не могли обстреливать расположение 84-го стрелкового и 33-го инженерного полков.
Командир 45-й дивизии, прибыв на командный пункт 135-го полка, по его собственному признанию, «личным наблюдением убедился, что боем пехоты крепость не взять». Поэтому полковнику Йону была придана батарея из шести 75-мм штурмовых орудий 201-го дивизиона.
В ночь на 23 июня, отведя войска на внешние валы крепости, немцы начали артобстрел, в перерывах предлагая гарнизону сдаться. Сдалось около 1900 человек. Тем не менее 23 июня остававшимся защитникам крепости удалось, выбив немцев из примыкающего к Брестским воротам участка кольцевой казармы, объединить два наиболее мощных из остававшихся в цитадели очагов сопротивления – боевую группу 455-го стрелкового полка, возглавляемую лейтенантом А. А. Виноградовым и капитаном И. Н. Зубачёвым, и боевую группу так называемого «Дома офицеров» (подразделениями, сосредоточившимися здесь для намечаемой попытки прорыва, руководили полковой комиссар Е. М. Фомин, старший лейтенант Щербаков и рядовой Шугуров, ответственный секретарь комсомольского бюро 75-го отдельного разведывательного батальона).
Встретившись в подвале Дома офицеров, защитники цитадели попытались скоординировать свои действия. Командиры подготовили датированный 24 июня проект приказа № 1, в котором предлагалось создать сводную боевую группу и штаб во главе с капитаном И. Н. Зубачёвым и его заместителем полковым комиссаром Е. М. Фоминым, подсчитать оставшийся личный состав. На этом совещании Зубачёв категорически выступил против планов прорыва, полагая, что Красная Армия скоро должна перейти в контрнаступление и вернуться, и задача гарнизона – оборонять до этого момента крепость. В принципе это была разумная тактика, наносящая максимальный урон врагу. В условиях, когда немцы плотно контролировали все подступы к крепости и имели подавляющее преимущество в артиллерии и пулеметах, участники прорыва были обречены на гибель или плен и не имели шансов нанести существенный урон врагу. Однако на следующий же день, когда внезапной атакой немцы ворвались в цитадель, большая группа защитников цитадели во главе с лейтенантом А. А. Виноградовым пыталась прорваться из крепости через Кобринское укрепление, но успеха не имела. Группе прорыва, разделившейся на несколько отрядов, удалось вырваться за главный вал, практически все её бойцы были пленены или уничтожены немцами, занимавшими оборону у огибавшего Брест шоссе.