但是，隆美尔这次已成竹在胸。根据英军的防守情况，他决定由意大利第２１军执行佯攻任务，非洲军和意大利第２０军担任主攻。总攻发起前，先集中德意两国在非洲的全部空军进行轰炸。一旦步兵突破要塞防线，非洲军就一直推进到通至港口的十字路口，一路向西攻至维亚巴尔比亚公路。意大利第２０军则负责占领英军防御工事，准备消灭南非师部队。
１８日，他把空军指挥官瓦尔道将军请到了设在哈蒂恩据点内的新指挥所，讨论了空军的战术运用问题，亲自圈定了空军的空袭目标，规定了陆空协同信号。１９日中午，凯塞林元帅来到了隆美尔的指挥所，批准了隆美尔的进攻方案。下午，隆美尔亲率大军佯装向埃及边境进军，一直进抵距巴尔迪亚近３０公里处才停下来。１６点３０分，隆美尔下令两个装甲师撤回，只留下第９０轻装甲师，他自己也返回了哈蒂恩指挥所。
半夜，隆美尔躺在指挥所里想打个盹，但那种熟悉的、进攻前的激动令他根本无法入眠。凌晨３点３０分，手下报告，所有攻击部队都占领了指定位置，一切准备完毕，他这才闭眼迷糊了一阵。但一小时后，隆美尔又精神抖擞地坐到了自己的指挥车里。“今天是一个至关重要的日子。愿幸运女神忠实地伴随着我。我实在累极了，否则一切都令人满意。”此时，他也没忘要与露西分享喜悦。
６月２０日清晨５时３０分，密密麻麻地分布在战场上的德军和意军大炮怒吼了。但半个小时过去了，仍然听不到飞机的动静。隆美尔和非洲军军长奈宁爬上了一个小高地，过了一阵，奈宁将军得到消息，空军中队刚刚出发。顷刻间，数百架飞机到了敌人的阵地上空，无数的重磅炸弹倾泻而下，破碎的铁丝网和炸烂的武器抛上了半空，又沉沉地落砸在守军的头上。
轰炸过后，守军阵地上出现了一阵死寂。隆美尔的步兵开始冲击了。连长和排长们都站起身来，吹起了前进的哨声，他们冒着令人窒息的灰尘和硝烟冲了上去，片刻间，枪炮声又像爆豆般地响了起来。工兵也迅速行动，８点差５分，他们便在反坦克壕上架起了冲击的钢桥，坦克隆隆地驶了上去。
这时，隆美尔也已来到了第１５装甲师的前线，他的装甲运兵车一直开到了雷区的突破口，观看坦克和一个步兵连穿过雷区向防线后方的地堡发起攻击。守军的炮火不时落在他的附近，突破口附近的车辆挤成一团。他命令伯恩斯德中尉疏通了通路，坦克又冲了上去，６辆英军“十字军”坦克被击中起火了。９点时，隆美尔已胜利在握。他招手让随军记者赶过来，录下他精彩的战场演讲：“今天，我的士兵们正倾注全力攻打托卜鲁克。个别的士兵或许会阵亡，但我们整个民族的胜利却是确定无疑的。”
２１日上午，隆美尔驱车来到城里。到处都是残垣断壁，满目凄凉；公路两侧都是燃着大火的坦克和汽车，有被炮弹击中的，也有英军自己放火烧毁的；海岸干涸的河道里挤满了数不清的俘虏。一些南非旅的黑人士兵喝得醉醺醺的，但他们看上去很高兴，拍着手大喊：“战争结束了！”
上午９时４０分，要塞司令、第２南非师师长克洛普将军在维亚巴尔比亚公路上向隆美尔呈交了投降书。隆美尔急忙报告了希特勒：“托卜鲁克整个要塞投降了，共俘敌２５０００名，其中包括一些将军。”
整个德国都沸腾了。
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