A l’aube du 23 juin 1916, Froideterre est encore à 1700 mètres de la première ligne contenue en avant de Thiaumont. Le fort de Vaux enlevé le 7 juin, les Allemands tentent un bond ultime et décisif sur la ligne Froideterre-Fleury-Souville, dernier verrou devant Verdun. A partir du 20 juin, ils procèdent à des bombardements massifs, avec des pièces de rupture (305 et 380) et des obus à gaz. Le 21 juin, c’est un véritable tir de démoliton qui laboure les dessus de l’ouvrage, comme en témoigne le journal du fort : « Violent bombardement toute la journée. 500 obus dont 100 de très gros calibre et vingt sur le casernement (…), le réseau de fil de fer est détruit. La grille n’existe plus. La superstructure est un véritable chaos, ainsi que la cour intérieure : les morts qui y sont ensevelis sont à tous moments déterrés et reportés plus loin, brassés dans la terre argileuse ».A l’intérieur de l’ouvrage, les conditions de survie des défenseurs sont devenues tragiques : «Les malades et les blessés étaient nombreux. Il était à peu près impossible de les évacuer par suite du bombardement presque continu. On vivait la plupart du temps dans l’obscurité, toutes les issues étant fermées et la lumière par bougies était très économisée. L’eau était très rare : elle était parcimonieusement tirée d’une citerne qui en contenait une certaine quantité, mais malsaine : il fallait la javelliser. L’air ne parvenait que par les quatre créneaux de mitrailleuses placés dans les portes d’accès ».

Les communications avec l’extérieur sont devenues impossibles. On entame les vivres de réserve et le port du masque à gaz est quasi permanent. Un 305 crève le plafond et le mur de la caserne, et le capitaine Dartigues, commandant de l’ouvrage, doit enrayer un début de panique, mais dans l’ensemble les bétonnages et les cuirassements sont préservés. Seule la tourelle de mitrailleuse droite, regardant vers le nord, reste coincée et ne peut plus pivoter.

Le 23 juin à 6 heures 30, l’assaut des bataillons bavarois submerge l’abri 320, l’ouvrage de Thiaumont, et progresse vers Froideterre, enlevant successivement les abris PC 118, PC 119 et PC 120.

Vers 8 heures, l’observatoire de la caserne repère des éléments avancés. L’ouvrage, sous une pluie d’obus, est alors mis en défense. Vers 9 heures 30, le bombardement cesse, les tirs s’allongent pour empêcher l’acheminement des renforts.  Les Allemands abordent le glacis sans résistance car la tourelle de mitrailleuse coincée ne peut les pointer. Contournant l’ouvrage, ils se présentent à l’entrée où les mitrailleurs du bloc de 75, postés dans l’enfilade du chemin d’accès, les arrêtent. Ils grimpent alors sur la caserne et jettent des grenades dans la brèche du 21 juin : un dépôt de fusées explose et les fait évacuer des dessus, qu’ils croient alors minés et prêts à sauter. Ils campent alors leurs positions dans les entonnoirs de la cour. C’est alors que la tourelle de 75 les crible de projectiles en tirant des boites à mitraille et les contraint au repli. Il est alors 11 heures. Les fusées de signalisation ayant brûlé, privé de liaison optique, un coureur file vers l’arrière pour signaler la situation critique et demander la contre-attaque.

Celle-ci viendra vers midi, forçant finalement les Allemands à abandonner l’ouvrage et à se replier sur près de 600 mètres sous le feu des tourelles de Froideterre. Au soir du 23 juin, qui dès lors marquera la date anniversaire de la Bataille de Verdun, l’assaut est donc contenu par le sacrifice de nombreuses unités et la résistance des fortifications de Froideterre.