Пока еще существующие линии связи с командованием фронта уведомляют о двух оперативных ударах противника на Львов. К немецкому командованию приходит понимание того, что первая фаза битвы успешно завершена для советских сил замыканием кольца с 13-м корпусом внутри. Советское наступление на Львов разворачивается. 16 июля пал Золочев, и советские войска вышли к Бугу и замкнули Бродское кольцо.
Связь корпуса с командованием армии рвется. В таких условиях командование корпуса понимает, что единственное, что остается, — держаться до конца. Командование дивизии отдает приказ держаться за занятые позиции всеми силами. Полное господство советской авиации не позволяет производить ремонт и укрепление позиций минами, и всю эту работу приходится делать короткими ночами.
В продолжение десяти дней корпус вел тяжелейшие бои, приковывая к себе значительные советские силы. Особенно тяжело приходилось украинцам и их соседям по позициям — 349-й дивизии. Противник направил острие удара именно в стык двух дивизий.
Полки встали перед прорывающимися советскими танковыми частями в долине Сасова и Ясенова. Развернулись ожесточенные бои за села Пеняки, Гуту Пеняцкую, Гуту Верхобугскую, Суходолы. Начались проблемы со снабжением, войска стали ощущать нехватку боеприпасов. Ситуацию осложняло отсутствие нормальной связи. Все телефонные линии были разорваны при артиллерийских и авиационных налетах. Радиоаппаратура не работала, вследствии чего приказы и донесения приходилось рассылать посыльными.
Против немецко-украинских позиций на равнине были применены гвардейские реактивные минометы «катюши». Это стало переломным моментом в битве под Бродами. Множество солдат впадают в шок, а затем в панику.
Развалины старинного замка в Подгорцах несколько раз переходили из рук в руки. В тылу обороняющихся 29-го и 30-го полков появляются первые танки противника. Брошенные им навстречу противотанковые подразделения вступают в противоборство на максимально короткой дистанции. 31-й полк, штаб которого целиком погиб близ Сасова под ударами «катюш», начинает распадаться.
В это время извне была предпринята попытка помочь окруженцам. На прорыв кольца пошли 8-я танковая и 20-я панцергренадерская дивизии. Наступление этих двух формирований было отбито советскими частями, при этом немецкой группе прорыва посчастливилось самой не попасть в окружение. В данный момент советское командование уже перенесло основную тяжесть главного удара в направлении Львова.
В такой катастрофической обстановке командование 13-го корпуса получает приказ командования о прорыве кольца окружения. Командир корпуса избирает направление на Подольские высоты — место наиболее вялого наступления советских войск. В распоряжение начальника группы прорыва генерал-майора Ф. Линдеманна придаются 14-я дивизия СС «Галичина» и немецкая пехотная дивизия. Другие части немецкой армии должны быть двинуты в прорыв. Начинается концентрация всех сил окруженных. Часть окруженной группировки призвана сдерживать прорыв советских войск, другая — стремительным броском прорвать кольцо окружения.
В ночь с 17 на 18 июля немецкие и украинские части предприняли попытку вырваться из кольца и соединиться с 8-й танковой дивизией, но попытка окончилась неудачей. 19 июля советскими частями был взят г. Колтев, и кольцо окружения сжалось. Образовался котел размером 9 на 8 километров, в котором оказались 65 тысяч человек.
В это трагическое для дивизии время Фриц Фрайтаг сообщил генерал-майору Линдеманну, что дивизия неуправляема. Телефонный разговор происходил при начальнике штаба В. Д. Гайке, и он не мог поверить своим ушам — его поразило это высказывание командира. До сей минуты части дивизии неукоснительно исполняли все приказы Фрайтага. Изумленный. командир корпуса отдал приказ Фрайтагу о передаче управления дивизией генералу Линдеманну, а самого Фрайтага прикомандировал в распоряжение штаба корпуса.
Штандартенфюрер СС Порфирий Силенко в своих мемуарах сообщил, что во время бродской трагедии к Фрайтагу пришли украинские офицеры с предложением прорваться ночью из кольца, при этом оставить все войсковое имущество, посадить на лошадей и возы всех раненых и выставить наиболее боеспособных в голове колонны прорыва. На это предложение Фрайтаг заявил:
