托卜鲁克是整个北非最好、最重要的战略港口。只要英军控制着托卜鲁克，隆美尔就绝对无法去进攻埃及和尼罗河三角洲，因为托卜鲁克驻军可以随时切断他的补给线。起初，隆美尔并没意识到敌人要在托卜鲁克决一死战。但他很快就发现，所有的侦察情报都表明，英军只是撤离昔兰尼加，然后驻守托卜鲁克。由于判断失误，隆美尔白白耗费了许多生命和弹药。他现在还面临着一个最棘手的难题，就是如何才能首先解决在围攻期间为部队提供给养的问题。
在德国公众眼中，隆美尔早已成为英雄，尤其是非洲军正在向东面的埃及席卷而进。1941年4月12日，德军绕过托卜鲁克南面占领巴尔迪亚；13日又占领卡普措堡，堵住了英军退入埃及的道路；接着又占领了第一个埃及城市塞卢姆。
隆美尔住在一座很小的意大利人修建的活动屋里，略可抵御夜晚的严寒。他把活动房和作战指挥部一起移到托卜鲁克南面的一个浅石谷里，以躲避敌机。除了睡觉外，他把所有时间都用来准备进攻托卜鲁克，甚至无暇给露西写信，而让勤务兵戈特尔下士根据他的口述代劳。
隆美尔的脸被非洲的太阳晒起了泡。他紧握望远镜，凝视托卜鲁克，捉摸其防御阵地的布局。他把帽子递给身后的副官，太阳射在帕斯派克斯风镜上闪闪发光。这已经成为他的光辉形象的一部分。这副防风镜是他在梅基利发现的战利品。他返身钻进自己的“猛犸”指挥车，驶往下一个制高点。这辆“猛犸”大型装甲轿车也是施特莱彻赠送的梅基利战利品，一颗机枪子弹仍旧嵌在车上。
沙漠作战最重要的问题是摧毁敌人的重型武器——坦克和大炮。但英军的物质力量，尤其是托卜鲁克要塞，仍然丝毫无损。隆美尔在下令主力沿“隆美尔大道”（德军对维亚巴尔比亚公路的别称）向东挺进之前，不得不保卫补给线的安全。他指出：“这是占领托卜鲁克的首要条件。”
然而，隆美尔的第一步计划遭到了惨败。这也是纳粹德国所遇到的第一次挫败。隆美尔把这一失败完全归罪于手下的将军们消极怠战。其实，这完全是他自己的错误，他根本没有充分考虑燃料问题，这一直是一个十分突出的问题。隆美尔雄心勃勃的征服计划正是因为没有了一滴汽油才归于失败的。他很快就陷入了困境之中，并在托卜鲁克吃了一个大败仗。经过这番惊心动魄的流血战斗，他终于明白了托卜鲁克的防御是何等坚固。一时间，隆美尔手足无措。
11日，隆美尔命令施特莱彻向托卜鲁克发起第一次进攻。波纳斯率领疲惫不堪的机枪营从南线出击，奥尔布雷奇率仅剩的20辆坦克在右翼平行推进。但进攻受到坦克壕和带刺铁丝网等屏障阻挡，波纳斯的机枪营陷在敌阵前无法撤退。隆美尔没有想到，固守要塞的对手是34000名最顽强的英军士兵，他们装备有20辆坦克。
第二天，一场猛烈的沙暴开始了。隆美尔命令利用沙暴作掩护，下午3点钟在所有方向同时组织新的突袭。但沙暴在发起攻击前突然减弱。施特莱彻的装甲师遭到英军猛烈的炮火阻击，炮弹在坦克中间炸开了花，进攻被迫停止。傍晚，隆美尔再次命令施特莱彻必须夺下托卜鲁克，但进攻仍以失败告终，损失非常巨大，全师坦克已从开战初161辆减至不足40辆，特别是71辆Ⅲ型主战坦克只剩下9辆。
这时，机枪营已经危在旦夕了。该营距英军前沿不到1000米，地面坚硬得无法挖坑藏身，处境越来越危险。夜里，士兵们被冻得手僵脚木；白天，又得躺在灼人的阳光下一动不动，任何一点最轻微的动作都会招致一阵火力。必须尽快营救他们。但除了发起一次新的进攻外，没有别的选择余地。
13日，波纳斯被召回隆美尔的指挥部，接受了新的进攻任务。下午5点钟，波纳斯又爬回阵地。1个小时后，进攻再度开始，6个炮兵营集中炮火猛轰铁丝网，工兵炸毁了坦克壕，机枪营穿插到侧翼，为坦克团拂晓前的进攻创造条件。
夜里，电台侦察再次表明敌人正在从海上撤离托卜鲁克。隆美尔在指挥车里召集了作战会议，宣布在拂晓时发起攻击。随后，他让施特莱彻负责指挥，自己离开了指挥车。深夜，波纳斯的副官蓬头垢面地跑来请示师长，机枪营未遇到任何抵抗便突破了坦克壕和铁丝网，是否继续前进。
施特莱彻觉得其中有诈，便下令停止前进，但已经晚了。阴云刚刚遮住月光，一群士兵突然出现在黑暗中，很快又消失了，地上倒下四十多名喉管被割断或被刺刀挑死的德军士兵。由于情况不明，德军正好穿插进了英军第一道地堡防线中心，这些地堡根本不露出地面。拂晓时，英军掐断了机枪手们身后的突破口。
第二天天刚破晓，隆美尔便驱车向托卜鲁克急驰而去。透过晨曦的微光和炮火，他仿佛看到波纳斯的机枪手在眼巴巴地求救。但隆美尔也很警觉，他亲自驱车来到意大利阿雷艾特装甲师，命令该师跟随奥尔布雷克的坦克冲过突破口。但阿雷艾特装甲师刚刚抵达战场，无法前去增援。奥尔布雷克找到隆美尔，详细报告了失败经过：他亲眼目睹了机枪营被全歼的情景，500名官兵只有116人趁夜暗脱逃，其余人不是战死就是被俘；高炮连作战十分英勇，但损失了大部分装备；他自己损失了一半的坦克，其余坦克的炮塔又全都被沙子堵塞了。
隆美尔十分愤怒，他命令施特莱彻下午4点再次发起进攻。施特莱彻只得通过非洲军作战处处长埃勒斯少校如实转告：“隆美尔将军阁下或许不愿意听我的这些话。但作为另一名高级指挥官，我有责任指出：只要英国军队有那么一点勇气，他们就不仅仅是越过我们师的残余部队，而且会俘获非洲军司令部。那将是德国在利比亚存在的最终结局，也是将军阁下名誉扫地的时刻。”奥尔布雷克和施维林都极力支持他的意见。隆美尔只得下令转而进行“攻势防御”，但仍遭到了反对。隆美尔在日记中无奈地写道：“第二次进攻已经排上了日程……但是没有执行。”
当天晚上，隆美尔向最高统帅部作了汇报，并极力掩饰这次惨败。然而真情却无法隐瞒，勇敢的波纳斯营长和许多优秀士兵都阵亡了。事已至此，隆美尔却仍然不愿承认错误。他继续把这次失败归结于别的原因，并向上汇报：“在进攻昔兰尼加期间，尤其是在围困托卜鲁克的初期，有许多这样的实例，我的指挥官们不执行我的明确而具体的命令，或者说没有果断地执行，还有近似不服从命令的例子，某些指挥官在敌军面前临阵退却。”
他伤心地诉说自己现正在集中全部精力对付托卜鲁克，并发电要求增派部队。失败使隆美尔的威风一落千丈。他的哀鸣在最高统帅部引发了毫无同情的嘲笑；部队也发生了信任危机；士兵中第一次出现了反对隆美尔的传言。他们说，隆美尔宁愿毁掉大批优秀的士兵，也不肯做好适当的准备再发起进攻。
16日，隆美尔慰问了机枪营残部，并鼓励大家：“从今天起，八天以内我们将到达开罗——把我的话传出去好了。”隆美尔用铅笔在地图上点点划划，指责机枪营的错误是没有首先在防线上撕开更大的突破口。照他看来，施特莱彻“不懂得集中兵力、兵器打开突破口；不懂得在打开突破口后，在敌人尚来不及进行反击前，便向两侧进行闪电式攻击，楔入敌防御纵深。”
机枪营向施特莱彻报告了隆美尔来访的情况：“隆美尔中将阁下对我们营遭到的伤亡表示遗憾。他告诉我们，你们不应该被这点伤亡搞得一蹶不振。这是士兵的天职，做出牺牲是必要的。”这一天正好是施特莱彻50岁生日，但隆美尔并没顺便到指挥所来看看他，将军心里明白，自己在这里的日子已经屈指可数了。
隆美尔又在准备新的进攻了。18日，德国空军副参谋长瓦尔道将军和戈林的代表米尔契元帅飞抵非洲军驻地，第27战斗机联队也抵达了加扎拉。隆美尔又开始流露出新的乐观。隆美尔与米尔契在活动房里促膝长谈，阵阵笑声不时传出屋外。隆美尔对自己的前程非常乐观，他不时弯腰紧紧挨近地图，大声叫喊：“米尔契，这就是托卜鲁克，我要攻下它；这是哈勒德亚帕斯，我也要攻下它；这是开罗，我同样要攻克它；还有那里，那是苏伊士运河，我也要把它占领。”
这时，柏林派出的另一批将军也踏上了赶往隆美尔驻地的旅途。哈尔德将军等感到事情有些蹊跷，这些天来，隆美尔一直没有上报情况，而北非战区的军官却私下不断呈报说，隆美尔整天在四散的部队之间奔忙，策划侦察和突袭，消耗士兵的精力。他们指责他的所作所为和他的任务毫不相干。于是，哈尔德把保罗斯中将派到了北非。
保罗斯是惟一能对隆美尔施加个人影响的人，他俩一道晋升上尉，1927—1929年又同在一个团里任连长。4月27日，保罗斯抵达托卜鲁克前线。这时，隆美尔的精神已经接近崩溃，可怕的酷热和中伤之辞仍在困扰着他。一周前，他曾两次险些丧命：一次，他刚停下来同向阿德姆西边推进的官兵谈话时，一枚炮弹正好落在他们中间，一名中尉当场死亡；另一次是20日从巴尔迪亚返回时，英国空军“飓风”式战斗机突然从夕阳中猛扑向隆美尔的指挥车，用机枪超低空扫射，隆美尔赶忙去关装甲门，但为时已晚，他的司机被子弹击伤，随行电台车被摧毁，2名驾驶员当场毙命。隆美尔用绷带缠好司机受重伤的头部，然后自己驾车返回。
非洲军的人员越来越少，只够防守巴尔迪亚和利埃边境，他们在英军的坦克、炸弹和战舰巨炮的轰击下不断退缩。4月24日，隆美尔再次向柏林求援：“由于英军兵力在不断增加，巴尔迪亚和托卜鲁克的局势一天比一天严重。”他请求加速空运第15装甲师，同时尽快将第5轻装甲师扩充为一个完整的装甲师；此外，他还要求派出更强大的空军增援部队，并使潜艇沿海岸采取行动。第二天，当希特勒听到隆美尔身陷困境时，愤愤地对最高统帅部的高参们骂了些十分难听的话。27日，第15装甲师的主力部队开始空运到班加西。
