Для жителей Бреста, как и для граждан всей Польши, война началась 1 сентября. В этот день немецкая авиация бомбила аэродром Малашевичи, Брестский вокзал, казармы 35-го и 82-го пехотных полков на Граевке. В дальнейшем город и крепость неоднократно подвергались воздушным налетам, поэтому командующий округом принял решение об эвакуации из крепости семей офицеров и вольнонаемных. Особенно интенсивная бомбардировка произошла 7 сентября, когда в город прибыл из Варшавы верховный главнокомандующий маршал Эдвард Рыдз-Смиглы вместе с Генеральным штабом. После этого высшее польское командование и штаб округа переехали в форт V.

В Брест в это время прибывали беженцы из западной и центральной Польши, надеясь укрыться от бомбежек, а также группы солдат из разбитых частей. Вся эта масса людей двигалась на восток, к Пинску. Гарнизонный госпиталь оказался переполнен ранеными.

Менее чем через две недели после начала боевых действий фронт внезапно оказался рядом с Брестом. С севера к городу стремительно приближался XIX корпус 4-й армии под командованием генерала Гейнца Гудериана в составе 3-й и 10-й танковых, 2-й и 20-й моторизованных дивизий.

Генерал Ф. Клебэрг 9 сентября был назначен командующим формируемой по приказу маршала оперативной группы «Полесье», штаб которой разместился в форту V, и получил задачу организовать оборону на линии Брест — Пинск. Из отдельных частей и мобилизованных запасников формировалась дивизия «Кобрин». В качестве заслона от внезапного нападения противника с севера на позиции по реке Лесная из крепости были направлены две артиллерийские батареи. Вечером 11 сентября Э. Рыдз-Смиглы покинул Брестскую крепость и направился на Волынь. С автоколонной главнокомандующего из Бреста и Малашевичей убыла большая часть батарей 9-го дивизиона зенитной артиллерии. В ночь с 12 на 13 сентября штаб генерала Ф. Клебэрга передислоцировался в район Пинска.

Руководить обороной Бреста был назначен 49-летний отставной генерал Константин Плисовский. Организованный им небольшой штаб наполовину состоял из офицеров запаса, среди которых были инвалиды Первой мировой войны, не пригодные к строевой службе. Начальником штаба стал подполковник Алензы Хорак, командующим пехотой — подполковник в отставке Юлиан Сосабовский, его заместителем — подполковник в отставке Константин Солтан, начальником связи — капитан Ежи Ежевски, полевой артиллерией командовал майор Станислав Комарницкий, зенитной батареей — капитан Станислав Малецки.

Группировка «Брест» состояла из маршевых батальонов 34, 35 и 82-го пехотных полков, 1-й роты маршевого батальона 33-го полка, 81-го, 82-го караульных, 56-го саперного батальонов, 112-й и 113-й отдельных танковых рот, имевших на вооружении по 15 старых французских машин «Рено» FT-17, взвода танкеток TKS, 9-го автомобильного дивизиона, 49-го дивизиона полевой артиллерии, 3-й зенитной батареи, караульной роты, роты связи, отдельных групп офицеров и солдат различных родов войск и медико-санитарной службы. Силы польской обороны в общей сложности насчитывали 4000 солдат и офицеров (по данным Чеслава Холуба, там было 3150 человек), 18 полевых орудий, 8 зениток, 36 танков и танкеток. Генерал Плисовский не имел достаточно сил для того, чтобы организовать оборону по линии фортов, и принял решение дать бой в Цитадели, а также Кобринском и Тереспольском укреплениях.

Генерал бригады К. Плисовский (1890–1940), руководитель обороны крепости.

Рота маршевого батальона 33-го пехотного полка под командованием капитана Щупака с караульным батальоном и приданным взводом танков занимали северо-западный участок Северного острова до левой стороны Брестских ворот. Батальон 82-го пехотного полка под командованием капитана Вацлава Радзишевского находился на северо-восточном и восточном участках от Брестских до Кобринских ворот. Маршевый батальон 34-го пехотного полка под командованием капитана Тадеуша Радзишевского с караульной ротой занял позиции на Авиационном острове, включая Саперные ворота. Батальон 35-го пехотного полка капитана Здислава Багиньского занял укрепления в южном и юго-восточном секторах Госпитального острова. Вся артиллерия и частично вкопанные в землю танки были сконцентрированы на северном направлении. На валах были оборудованы пулеметные гнезда, отрыты окопы полного профиля. На железнодорожной станции стояли два бронепоезда.

Подполковник Ю. Сосабовски оборудовал свой командный пункт между Брестскими и Штабными воротами. Генерал К. Плисовский и его импровизированный штаб осуществляли руководство обороной из железобетонного укрытия внутри Цитадели, где находилась телефонная станция.

Солдаты 56-го саперного батальона поручика Яна Полачка произвели минирование подъездов к крепости, мостов, ведущих на Центральный остров, и подступов к Цитадели.

Солдаты польской армии в крепости. 144

Передовые немецкие подразделения вышли в район Брестской крепости 13 сентября и вступили в огневой контакт с выдвинутыми в предполье польскими отрядами. В тот же день генерал К. Плисовский уведомил генерала Ф. Клебэрга о том, что часть немецких танковых и моторизованных соединений обходят Брест с северо-востока, устремляясь к позициям польской дивизии «Кобрин». Чтобы сковать маневр противника, Плисовский выслал в восточном направлении бронепоезд № 55 «Барташ Главацки» под командованием Анджея Подгурского. В районе Жабинки с бронепоезда выгрузили взвод танкеток, которые вели разведку в сторону моста через Мухавец. Здесь они столкнулись с разведывательными бронеавтомобилями 3-й танковой дивизии немцев. В ходе боя три польские машины были подожжены, а две отступили. Дальнейшее продвижение немцев было временно остановлено огнем орудий бронепоезда. Однако, опасаясь быть отрезанным от Бреста, капитан А. Подгурски принял решение вернуться в город.

В это же время бронепоезд № 53 «Смелый» под командованием капитана Мечислава Малиновского провел разведку в сторону Высокого, в северном направлении, где столкнулся с танками 10-й немецкой дивизии. Бронепоезд обстрелял немецкие танки, а затем отступил. Предвидя, что противник вскоре захватит брестский железнодорожный узел, генерал К. Плисовский отправил оба бронепоезда в сторону Ковеля.

Утром 14 сентября 3-я танковая дивизия генерала Гейера фон Швеппенбурга захватила Жабинку, перерезав железные дороги на Кобрин и Барановичи, и вступила в огневой контакт с патрулями дивизии «Кобрин». В полдень 10-я танковая дивизия, которой командовал генерал Штумпф, заняла никем не оборонявшийся Брест и железнодорожный вокзал. 20-я мотодивизия генерала Викторина двигалась от Волчина вдоль правого берега Буга к крепости. Передовые подразделения 3-й танковой дивизии обходили город с востока и выдвигались к Бугу.

Бывший ученик русской Брестской гимназии С.Н. Синкевич вспоминал: «В город вошли передовые части германских войск, а за ними танки и бесконечные колонны моторизованной пехоты. Все солдаты были чисто выбриты и подстрижены. Форма была хорошо подогнана, и настроение у них было беззаботное и даже веселое. Военное снаряжение никак не могло сравниться с польским. Громадные грузовики и большие танки быстро двигались по направлению к крепости, которая отвечала орудийными залпами».