Oddziały sowieckie podeszły pod Grodno 20 września. Obrońcy - to 2,5 tys. żołnierzy i dwa działa przeciwlotnicze użyte do walki z czołgami, a także ludność cywilna, zwłaszcza uzbrojeni w butelki z benzyną harcerze. Obroną kierowali wiceprezydent Grodna Roman Sawicki i komendant miejscowej Rejonowej Komendy Uzupełnień mjr Benedykt Serafin. Pierwsze sowieckie czołgi wdarły się do miasta od południowego zachodu, przez most na Niemnie. Po chwilowym wstrząsie obrońcy odpowiedzieli ogniem i butelkami ze środkami zapalającymi. Kilka czołgów spłonęło lub zostało uszkodzonych. Potem trwały uporczywe walki, a Sowieci użyli cywilów (w tym trzynastoletniego Tadka Jasińskiego) jako "żywych tarcz". Pod koniec dnia 21 września Grodno w zasadzie zostało zdobyte, chociaż w mieście broniły się jeszcze odosobnione punkty oporu, jak Zamek Stefana Batorego czy koszary 81 pułku piechoty. Polskie pododdziały rozpoczęły wycofywanie z miasta w kierunku granicy litewskiej. Część z nich wzięła udział w dalszych walkach w rejonie Sopoćkiń i w Puszczy Augustowskiej. Dowództwo sowieckie swoje straty w Grodnie oceniło na 53 zabitych, 161 rannych, 19 czołgów i 3 samochody pancerne wyeliminowane z walki. Według relacji świadków, w dniach 21 i 22 września w Grodnie Sowieci rozstrzelali około 300 obrońców i mieszkańców miasta (w tym również kilkunastoletnich chłopców).