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Hitler s’installe dans le Führerbunker le 16 janvier 1945, rejoint par ses principaux collaborateurs, dont Martin Bormann. Eva Braun et Joseph Goebbels les rejoignent en avril, tandis que Magda Goebbels et leurs six enfants prennent résidence dans le Vorbunker supérieur. Deux ou trois douzaines de membres du personnel de soutien, médical et administratif y sont également hébergés. Parmi eux, les secrétaires d’Hitler (dont Traudl Junge), une infirmière nommée Erna Flegel et le sergent Rochus Misch, qui était à la fois garde du corps et standardiste. Dans un premier temps, Hitler continue d’utiliser l’aile non endommagée de la Chancellerie du Reich, où il tient des conférences militaires l’après-midi dans son grand bureau. Ensuite, il prenait le thé avec ses secrétaires avant de retourner dans le complexe de bunkers pour la nuit. Après plusieurs semaines de cette routine, Hitler quittait rarement le bunker, sauf pour de courtes promenades dans le jardin de la chancellerie avec son chien Blondi. Le bunker était bondé, l’atmosphère était oppressante et les raids aériens étaient quotidiens. Hitler reste le plus souvent au niveau inférieur, où il est plus calme et où il peut dormir. Des conférences avaient lieu pendant une grande partie de la nuit, souvent jusqu’à 05h00.
Le 16 avril, l’Armée rouge a commencé la bataille de Berlin, et ils ont commencé à encercler la ville le 19 avril. Hitler fait son dernier voyage à la surface le 20 avril, jour de son 56e anniversaire, se rendant dans le jardin en ruines de la Chancellerie du Reich où il remet la Croix de fer aux garçons soldats des Jeunesses hitlériennes. Cet après-midi-là, Berlin est bombardée par l’artillerie soviétique pour la première fois.
Hitler refuse de voir la situation catastrophique et place ses espoirs dans les unités commandées par le général de la Waffen-SS Felix Steiner, l’Armeeabteilung Steiner (« détachement d’armée Steiner »). Le 21 avril, Hitler ordonna à Steiner d’attaquer le flanc nord du saillant soviétique qui l’encerclait et donna l’ordre à la neuvième armée allemande, au sud-est de Berlin, d’attaquer en tenaille vers le nord. Ce soir-là, les chars de l’Armée rouge atteignent les faubourgs de Berlin. Lors de sa conférence de situation de l’après-midi du 22 avril, Hitler apprend que les forces de Steiner n’ont pas bougé, et il entre dans une colère noire lorsqu’il comprend que l’attaque ne sera pas menée à bien. Il déclara ouvertement pour la première fois que la guerre était perdue – et il en rendit ses généraux responsables. Hitler a annoncé qu’il resterait à Berlin jusqu’à la fin, puis qu’il se suiciderait.
Le 23 avril, Hitler a nommé le général d’artillerie Helmuth Weidling, commandant du LVIe corps de panzers, comme commandant de la zone de défense de Berlin, en remplacement du lieutenant-colonel (Oberstleutnant) Ernst Kaether. L’Armée rouge avait consolidé son investissement de Berlin le 25 avril, malgré les ordres émis depuis le Führerbunker. Il n’y a aucune chance que la défense allemande puisse faire autre chose que de retarder la prise de la ville. Hitler convoque le maréchal Robert Ritter von Greim de Munich à Berlin pour prendre le commandement de la Luftwaffe en remplacement de Hermann Göring, et il arrive le 26 avril avec sa maîtresse, la pilote d’essai Hanna Reitsch.
Le 28 avril, Hitler apprend que le Reichsführer-SS Heinrich Himmler tente de discuter des conditions de reddition avec les Alliés occidentaux par l’intermédiaire du comte Folke Bernadotte, et Hitler considère cela comme une trahison. Le représentant SS de Himmler à Berlin, Hermann Fegelein, est abattu après avoir été traduit en cour martiale pour désertion, et Hitler ordonne l’arrestation de Himmler. Le même jour, le général Hans Krebs passe son dernier appel téléphonique depuis le Führerbunker au maréchal Wilhelm Keitel, chef du haut commandement des forces armées allemandes (OKW) à Fürstenberg. Krebs lui dit que tout serait perdu si les secours n’arrivaient pas dans les 48 heures. Keitel promet d’exercer la plus grande pression sur les généraux Walther Wenck, commandant de la douzième armée, et Theodor Busse, commandant de la neuvième armée. Pendant ce temps, Bormann envoie un message à l’amiral allemand Karl Dönitz : « La chancellerie du Reich est un tas de décombres ». Il ajoute que la presse étrangère rapporte de nouveaux actes de trahison et « que Schörner, Wenck et les autres, sans exception, doivent donner des preuves de leur loyauté en relevant le plus rapidement possible le Führer ».
Le soir même, von Greim et Reitsch s’envolent de Berlin dans un avion d’entraînement Arado Ar 96. Le maréchal von Greim reçoit l’ordre de faire attaquer par la Luftwaffe les forces soviétiques qui viennent d’atteindre la Potsdamerplatz, à un pâté de maisons seulement du Führerbunker. Dans la nuit du 28 avril, le général Wenck signale à Keitel que sa douzième armée a été repoussée sur tout le front et qu’il n’est plus possible pour son armée de soulager Berlin. Keitel donne à Wenck la permission d’interrompre la tentative.
Hitler épouse Eva Braun après minuit le 28-29 avril lors d’une petite cérémonie civile au sein du Führerbunker. Il emmène ensuite le secrétaire Traudl Junge dans une autre pièce et lui dicte ses dernières volontés et son testament. Hans Krebs, Wilhelm Burgdorf, Goebbels et Bormann ont témoigné et signé les documents vers 4 heures du matin. Hitler s’est ensuite couché.
Tard dans la soirée du 29 avril, Krebs a contacté Jodl par radio : « Demande un rapport immédiat. Premièrement, sur l’endroit où se trouvent les fers de lance de Wenck. Deuxièmement, l’heure prévue pour l’attaque. Troisièmement, l’emplacement de la 9e armée. Quatrièmement, l’endroit précis où la 9e armée va percer. Cinquièmement, l’emplacement du fer de lance du général Rudolf Holste. » Au petit matin du 30 avril, Jodl répond à Krebs : « Premièrement, le fer de lance de Wenck s’est enlisé au sud du lac Schwielow. Deuxièmement, la douzième armée est donc incapable de poursuivre l’attaque sur Berlin. Troisièmement, le gros de la Neuvième armée est encerclé. Quatrièmement, le corps d’armée de Holste sur la défensive. »
Le brigadeführer SS Wilhelm Mohnke, commandant du district gouvernemental central de Berlin, a informé Hitler au cours de la matinée du 30 avril qu’il serait en mesure de tenir moins de deux jours. Plus tard dans la matinée, Weidling informa Hitler que les défenseurs épuiseraient probablement leurs munitions cette nuit-là et lui demanda à nouveau l’autorisation de s’échapper. Weidling a finalement reçu la permission vers 13h00. Hitler s’est tiré une balle dans le Führerbunker cet après-midi-là, et Braun a pris du cyanure. Conformément aux instructions d’Hitler, les corps ont été brûlés dans le jardin derrière la Chancellerie du Reich. Goebbels devient le nouveau chef du gouvernement et chancelier d’Allemagne (Reichskanzler), conformément aux dernières volontés d’Hitler. Le Reichskanzler Goebbels et Bormann ont envoyé un message radio à Dönitz à 03:15, l’informant de la mort d’Hitler, et Dönitz a été nommé nouveau président de l’Allemagne (Reichspräsident) conformément aux dernières volontés d’Hitler.
Krebs a parlé au général Vasily Chuikov, commandant de la 8e armée de la Garde soviétique, vers 04:00 le 1er mai, et Chuikov a exigé la reddition inconditionnelle des forces allemandes restantes. Krebs n’avait pas l’autorité pour se rendre, il est donc retourné au bunker. En fin d’après-midi, Goebbels a fait empoisonner ses enfants, et lui et sa femme ont quitté le bunker vers 20 h 30. Il existe plusieurs récits différents sur ce qui a suivi. Selon l’un d’eux, Goebbels a tiré sur sa femme, puis sur lui-même. Selon un autre récit, ils ont tous deux mordu une ampoule de cyanure et ont reçu un coup de grâce immédiatement après. L’adjudant SS de Goebbels, Günther Schwägermann, a témoigné en 1948 que le couple l’avait précédé dans les escaliers et dans le jardin de la Chancellerie. Il a attendu dans la cage d’escalier et a entendu les coups de feu, puis a monté les autres marches et a vu les corps sans vie du couple à l’extérieur. Il a alors suivi l’ordre de Joseph Goebbels et a demandé à un soldat SS de tirer plusieurs coups de feu dans le corps de Goebbels, qui n’a pas bougé. Les corps ont ensuite été arrosés d’essence et enflammés, mais les restes n’ont été que partiellement brûlés et n’ont pas été enterrés.
Weidling avait donné l’ordre aux survivants de s’échapper vers le nord-ouest, et le plan a été mis en œuvre vers 23h00. Le premier groupe de la Chancellerie du Reich était dirigé par Mohnke ; ils ont tenté sans succès de percer les anneaux soviétiques et ont été capturés le lendemain. Mohnke a été interrogé par le SMERSH, comme d’autres qui ont été capturés dans le Führerbunker. La troisième tentative d’évasion depuis la Chancellerie du Reich a lieu le 2 mai vers 01h00, et Bormann réussit à traverser la Spree. Arthur Axmann a suivi le même itinéraire et a déclaré avoir vu le corps de Bormann à une courte distance du pont Weidendammer.
À 01h00, les forces soviétiques ont capté un message radio du LVI Panzer Corps demandant un cessez-le-feu. En bas, dans le Führerbunker, les généraux Krebs et Burgdorf se suicident d’une balle dans la tête. Les derniers défenseurs dans la zone du complexe de bunkers sont des volontaires SS français de la 33e division de grenadiers Waffen de la SS Charlemagne (1re française), et ils restent jusqu’au petit matin. Les forces soviétiques s’emparent ensuite de la Chancellerie du Reich. Le général Weidling s’est rendu avec son état-major à 6 heures, et sa rencontre avec Tchouïkov s’est terminée à 8h23. Johannes Hentschel, le maître électromécanicien du complexe de bunkers, est resté après que tous les autres soient partis ou se soient suicidés, car l’hôpital de campagne situé au-dessus de la Chancellerie du Reich avait besoin d’électricité et d’eau. Il s’est rendu à l’Armée rouge lorsqu’elle est entrée dans le complexe de bunkers à 9 heures le 2 mai. Les corps des six enfants de Goebbels ont été découverts le 3 mai. Ils ont été trouvés dans leurs lits dans le Vorbunker avec la marque claire du cyanure montrée sur leurs visages.