约翰·布朗一行被困于哈珀斯费里发动机房

约翰·布朗一行被困于哈珀斯费里发动机房，标志着约翰·布朗夺取联邦军火库的计划转为一场求生之战。守军顶住当地民兵的进攻，守住建筑，但其他地点的阵地相继失守，增援部队逐步合围，联邦军也抵达并要求他们投降。

计划及其弱点

进攻开始前，约翰·布朗展示了一幅大型哈珀斯费里帆布地图，上面标出了军械库、道路、小径、种植园、山脉，以及附近受奴役者的人数。他认为，该镇位置偏远、守备薄弱，居民主要是工人而非士兵。他推断，河流和定期开行的列车可以提供逃生路线；切断电报线则会阻碍袭击消息传出。包围战暴露出这些设想与聚集起来对付突袭者的兵力之间的差距。

这项计划还依赖发动机房以外的协同配合。桥上，铁路人约定的暗号本应让更多人前来支援。洋葱后来回忆说，他忘了把暗号转告佩特上尉，因此预期中的支援变得不确定。由此，包围战不仅是在人数不利的情况下展开，也伴随着通信失误。

民兵进攻与包围

民兵连队和持械平民聚集在军火库院内。一些人渡过波托马克河，袭击奥利弗·布朗和斯图尔特·泰勒所在的桥梁；另一些人从谢南多厄河一侧逼近，向桥梁和步枪工厂进发。约三十人进入军械库大门，向发动机房方向开火。随后，约两百名身穿制服的民兵列队进入，并向建筑开火，损坏了墙体和屋顶支架。

战斗蔓延至整个院区。仍在步枪工厂一带的最后一名幸存者丹杰菲尔德·纽比试图赶去与守军会合，却在加入他们之前被拦下。他未能成功增援，令守军的应对更加激烈，但民兵仍不断赶来。约翰·卡吉和院区另一端的人员已无法掩护通道，突袭者也就无法将进攻者从大门击退。他们被包围，并意识到阵地已经失守。

联邦军的最后通牒及其意义

随后，一支规模大得多的队伍涌入大门。记述援引了报纸后来对这次进攻所作的估计，称有四百人参与。民兵的人数优势和持续施压，使这场防守变成了发动机房内的最后抵抗。

包围战以正式要求投降告终。杰布·斯图尔特表明自己是美国联邦骑兵部队的一名中尉，并称自己奉代理上校罗伯特·E·李之命行事；罗伯特·E·李当时在大门外。斯图尔特告诉守军，周围有一千二百名联邦军，并要求他们投降。两相对照十分鲜明——约翰·布朗规划的路线、渡河点和预期支援，都让位于一处遭到封锁的阵地，以及一支远远超过己方的部队。这一事件标志着既定逃脱计划的瓦解，也标志着约翰·布朗被捕阶段的开始。