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而此时的苏军确是力不从心了。部队伤亡很大，作战物资所剩无几，后勤补给基本中断。在这种情况下，他们已不可能在继续战斗下去了。
6月13日，担任主攻塞瓦斯托波尔要塞的德军第54军22师16团终于攻克了要塞上的“斯大林堡垒”。就是在1941年的冬季攻势中，第11集团军尸横遍野但止步于该堡垒面前。一名叫哈特的德军士兵第一个冲上了早已成为砖头瓦砾的“斯大林堡垒”顶层。他的一个哥哥就在一年前的攻势中阵亡在“斯大林堡垒”面前。哈特高呼“我们上来了”，突然，一枚苏军重炮弹在他面前爆炸，哈特的双腿被炸段，肚子被弹片滑开。他在临死前抓住了被炸毁的“斯大林堡垒”废墟处的一个钢筋，用尽最后力气说：“哥哥，我们终于站在堡垒上了”！说完，哈特死去了。哈特的战友悲愤的埋葬了他，随即向纵深发展进攻。哈特的战友为了给哈特报仇，用火焰喷射器消灭了在他们面前出现的任何活着的苏军。
经过数天来的血战，6月17日，在付出重大伤亡后，德军终于在要塞北面攻了进去。鉴于战事久拖不绝，德军陆军总部不断催曼施坦因“究竟能否尽快结束战斗”？如果不能尽快结束战斗，陆军总部将抽调回第8航空军去支援南线更大的战斗（此时德军已开始了对斯大林格勒的进攻）。曼施坦因坚决反对立即抽走第8航空军，他认为现在正是战事关键时刻，战斗最激烈最残酷，有空中猛烈打击，我们就掌握主动权，就能取得胜利；反之，如果抽走第8航空军，失去有利的空中优势，我们将很难取得胜利！正是在曼施坦因的强烈坚持下，陆军总部才决定暂不抽走第8航空军。曼施坦因似乎“得寸进尺”，他向陆军总部提出了增兵的请求，陆军总部很爽快的答应了。经过数天的激烈战斗，6月21日，第54军24师213团经过血战，终于攻克了要塞上的又一重要据点——“高尔基一号”炮台。炮台上的所有火炮基本让德军摧毁了，但苏军却拼命顽抗，德军工兵最后用火焰喷射器、炸药包才逐渐消灭了顽抗的苏军。第54军的进攻终于取得了重大进展。
而担任牵制性进攻的德军第30军72师也于6月17日在塞瓦斯托波尔要塞南面攻进苏军阵地。德军搜索营攻占了苏军的主阵地，并配合主力部队打退了苏军发动的几轮反攻。苏军退守到一个山洞里，这里还有不少苏联男女老少。德军企图一举攻占山洞，但遭到苏军猛烈的火力杀伤，德军尸横遍野，伤员惨叫不止，场面很血腥。德军为减少伤亡，调来重炮对准山洞一顿猛轰，终于轰开了山洞的大铁门，山洞里的苏联军民知道在继续抵抗下去已无任何生存可能，他们选择了投降。
德军此时士气大振，他们继续着猛烈攻势。接连几天，德军节节胜利。战至6月26日，第11集团军攻占了塞瓦斯托波尔要塞外围的全部阵地，外围苏军除了被消灭外，余者全部退入要塞内层防线继续顽强抵抗。虽然苏军已无后备力量，但是德军经过连续作战也遭受人员和装备上的很大损失。曼施坦因随即命令停止进攻，部队立即转入休整阶段。曼施坦因着手准备下次进攻前的各项准备工作。他对现在的作战部队有了基本了解：部队经过这段战斗确实损失很大，有的团只剩下了二百多人，有的营只剩下了50多人；而有的连竟只剩下3名士兵，军官全部战死。曼施坦因立即命令给那些作战损失严重的部队补充作战人员和作战物资。
当德军攻占塞瓦斯托波尔要塞外围后，曼施坦因立即赶到要塞外围一个非常好的制高点，从这里可以将要塞内苏军动向和防御部署基本看清楚。这里是苏军海军黑海舰队的主港，宽度为半英里到1000码左右。而在另一端，苏军的防御阵地多如马蜂窝。
