К тому же, начавшийся в тот день (8 марта) Х съезд РКП призвал коммунистов встать на защиту революции и организовать из делегатов съезда революционный коммунистический отряд в помощь армии Тухачевского. Отряд из 279 делегатов возглавил Климент Ворошилов. Кроме того, в Петрограде была объявлена очередная мобилизация коммунистов. Дыбенко, Бубнов, Путна, Фабрициус, Федько, Баранов, Затонский — все эти, не последние лица в государстве были спешно направлены на подавление мятежа. Численность красных войск достигла 45 тысяч человек. Причём, командованию снова пришлось вести серьёзную борьбу с красноармейцами, вновь отказывавшимися идти в наступление из-за "лёдобоязни". Тем не менее, 16 марта Кронштадт был вновь подвергнут артиллерийскому обстрелу и даже налёту авиации. И снова обратимся к мемуарам маршала Конева: "Канонада буквально глушила нас мощью бризантных 12-дюймовых снарядов. Это и на берегу не слишком приятно, когда хлопнет такая дура, в чьей воронке и в ширину, и в глубину можно разместить целый двухэтажный дом, а на льду-то ещё чувствительнее... Но самое трагическое заключалось в том, что каждый снаряд независимо от того, наносил или не наносил он поражения, падая на лёд, образовывал огромную воронку, и её почти сейчас же так затягивало битым мелким льдом, что она переставала быть различимой. В полутьме, при поспешных перебежках под огнём, наши бойцы то и дело попадали в эти воронки и тут же шли на дно..."
Более того, во время артобстрела Тухачевский приказал выпустить по мятежникам два снаряда с химической начинкой. Слава богу, его приказ отменил Троцкий, имея ввиду, что негоже травить газами делегатов съезда, прибывших на подавление мятежа. Иначе последствия такой бомбардировки могли быть непредсказуемы.
В ночь на 17 марта Тухачевский назначил второй штурм. Для этого 7-я армия была разбита на две группы — Южную, с дислокацией в Ораниенбауме, во главе которой был поставлен Александр Седякин, дослужившийся ещё в 1-ю мировую войну до чина штабс-капитана, а с октября 1920 года командовавший стрелковой бригадой; и Северную, дислоцированную в Сестрорецке, командиром которой был назначен Евгений Казанский, также участник германской войны в чине штабс-капитана, в гражданскую воевавший на Кавказе. Обе группы параллельно, по льду под сильным артиллерийско-пулемётным огнём мятежников штурмовали кронштадтские форты. Наступавшие продвигались тихо, одетые в белые маскировочные халаты. Путь предстоял неблизкий и опасный — 10 километров по непрочному льду. В конце концов, кронштадтцы их заметили и открыли огонь. Впрочем, первые ряды наступавших уже подошли к городским стенам. Несмотря на большие потери, утром, 17 марта, части Красной Армии всё-таки ворвались в город. Но о победе пока было говорить ещё рано. Уличные бои шли до позднего вечера.
Сам командующий, Михаил Тухачевский, был поражён стойкостью защитников города: "Я был пять лет на войне, но я не могу вспомнить, чтобы когда-либо наблюдал такую кровавую резню. Это не было большим сражением. Это был ад. Матросы бились, как дикие звери. Откуда у них бралась сила для такой боевой ярости, не могу сказать. Каждый дом, который они занимали, приходилось брать штурмом. Целая рота боролась полный час, чтобы взять один-единственный дом, но когда его наконец брали, то оказывалось, что в доме было всего два-три солдата с одним пулемётом. Они казались полумёртвыми, но, пыхтя, вытаскивали пистолеты, начинали отстреливаться со словами: "Мало уложили вас, жуликов!".
18 марта весь Кронштадт оказался в руках красноармейцев. Успех был предрешён тем, что правительственные войска прибыли и сосредоточились раньше, чем восставшим удалось сорганизоваться и овладеть техникой крепостной обороны. В этом бою погибло свыше тысячи мятежников, ранено свыше двух тысяч, и около трёх тысяч вместе с оружием были захвачены в плен. Но, к счастью, большая часть восставших (около восьми тысяч) вырвалась из крепости и по льду ушла в Финляндию. Среди ушедших оказались и Петриченко с Козловским. Там они сдались финским властям. Участь же сдавшихся советским властям была незавидной: к лету 1921 года более 2100 кронштадтцев расстреляли, в лагеря отправили ещё шесть с половиной жителей Кронштадта. "Миндальничать с этими мерзавцами не приходится", — констатировал бывший балтийский матрос Павел Дыбенко.
С другой стороны погибло свыше полутысячи красноармейцев и около трёх с половиной тысяч было ранено.
Кронштадтская неприятность для советской власти осталась позади. Но в дни этого мятежа, 6 марта, общее контрнаступление всеми имевшимися у него силами начал на Тамбовщине Александр Антонов. В марте-апреле в Тамбовскую губернию прибыло восемь ответственных эмиссаров ЦК ПСР с заданием во что бы то ни стало усилить здесь сопротивление советской власти.