Zaczęto gorączkowo uzupełniać zapasy dla garnizonu Twierdzy. O skali przedsięwzięcia niech świadczy fakt, że do obsługi pociągów z zaopatrzeniem skierowano 100 lokomotyw. W sumie do Twierdzy dotarło 213 pociągów z różnego rodzaju zaopatrzeniem. Pomimo tak dużego zaangażowania, nie udało się uzupełnić zapasów do wymaganych norm. Brakowało głównie żywności, leków i środków opatrunkowych, ciepłej odzieży i opału. W dniu 5 listopada 1914 r. armia austriacka wskutek niekorzystnych zmian na froncie zmuszona był cofnąć się w kierunku zachodnim. Niedokończone dzieło zaopatrzenia wywołało niepokój zarówno wśród obrońców jak i dowództwa Twierdzy. W nocy z 5/6 listopada Twierdza powtórnie została wydana na pastwę wroga.
Stan załogi twierdzy wynosił wówczas:
Zbliżające się do Twierdzy wojska rosyjskie, wyciągnęły wnioski z poprzednich walk inie przejawiały zbytniej aktywności. Wprost przeciwnie, otoczyły ją pierścieniem wojsk.
Brak dostatecznego zaopatrzenia, sroga zima oraz konieczność żywienia ludności cywilnej i jeńców, spowodowały gwałtowne wyczerpywanie się zapasów. Wojska rosyjskie okupujące Twierdzę uniemożliwiały jakiekolwiek dostawy zaopatrzenia z zewnątrz. Już 10 grudnia 1914 r. podjęto decyzje o zmniejszeniu racji żywnościowych dla żołnierzy. 17 grudnia Intendentura forteczna po dokonaniu obliczeń stwierdziła, że stan zapasów pozwoli na prowadzenie działań nie dłużej jak do 15 stycznia 1915 r. Dlatego dowództwo Twierdzy podjęło decyzje o uboju koni na potrzeby aprowizacyjne. W dniach od23 grudnia 1914 do 6 stycznia 1915 r. dokonano uboju ok. 10 tys. koni co miało bardzo duży wpływ na mobilność zmęczonych i wyczerpanych obrońców. Dla obrońców Twierdzy oraz ludności cywilnej nastał bardzo trudny okres.
Systematyczne zmniejszanie i tak skromnych racji żywnościowych, zmęczenie, odmrożenia oraz choroby spowodowały, że morale bojowe Twierdzy, a zwłaszcza załóg fortecznych, znacznie się obniżyło. W ostatnich dniach oblężenia odnotowano 24 tys. chorych i niezdolnych do służby żołnierzy, z czego w szpitalach ok. 4,5 tys. rannych. Malejące stany załóg fortecznych próbowano uzupełniać żołnierzami z oddziałów roboczych, ale tym brakowałoprzeszkolenia. Notowano coraz częstsze dezercje i to nie tylko pojedynczych żołnierzy. Na stronę wroga przechodziły całe oddziały, zwłaszcza składające się z tzw. Rusinów. W czasie walki żołnierze zaprzestawali oporu wybierając pewną niewolę od niepewnego losu w Twierdzy. Podjęte w dniach 17-19 marca próby przełamania okrążenia przez załogę na wybranym odcinku zakończyły się niepowodzeniem. W wyniku ataku na pozycje rosyjskie straty obrońców Twierdzy oszacowano na 5,5 tys. zabitych, rannych i zaginionych.
W odpowiedzi na atak, wojska rosyjskie dokonały zmasowanego szturmu ze wszystkich kierunków, ale forty zdołano utrzymać. Dowództwo Twierdzy, w obawie przed powtórnymi atakami i możliwością zdobycia fortów wskutek przełamania obrony, w porozumieniu z Naczelnym Dowództwem Armii, wydało rozkaz zniszczenia Twierdzy i poddania się. 20 marca 1915 r. z Naczelnego Dowództwa przesłano Komendantowi Twierdzy Przemyśl, drogą radiową rozkaz następującej treści: "Skoro ilość żywności uniemożliwia dłuższe utrzymanietwierdzy, należy poddać się a przed przekazaniem twierdzy zniszczyć cały materiał i sprzęt wojenny". Te wytyczne stanowiły podstawę dla gen. H. Kusmanka do wydania historycznego Rozkazu Nr oper. 233/1 - O poddaniu twierdzy.
Dzieło zniszczenia rozpoczęto już w dniu 18 marca 1915 r. paląc rezerwowe zapasy Kancelarii Dowództwa Twierdzy. 19 marca w piecach wędzarni zakładów mięsnych spalono zasoby pieniężne kasy państwowej. Po spaleniu popiół przesiano i zakopano wraz z jednym protokołem zniszczenia. Zgodnie z regulaminem służbowym E - 9, §70 "Regulaminu Służby w fortecach" zebrana w dniu 22 marca 1915 r. komisja składająca się z wyższych oficerów dowództwa Twierdzy ustaliła: W dniu 22 marca w godzinach między 5.00 a 6.00 przeprowadzić wysadzenia w obrębie fortów a następnie rozsadzić wszystkie działa. Po wysadzeniu fortów dążyć do przeprowadzenia zniszczeń na liniach okopów i przedpolach oraz całej broni strzeleckiej i białej. W karabinach odbić kolby, zamki rozłożyć i zakopać w ziemi, amunicję porozrzucać lub zakopać. W każdej kompanii wyznaczyć po 6 uzbrojonych żołnierzy do utrzymania porządku, wybranych z pośród tych co posiadają medale za waleczność. Pełne uzbrojenie zachowuje tylko Kompania wartownicza Sztabu Twierdzy. Żołnierzom pozostają chlebaki, menażki i ekwipunek osobisty. Kuchnie polowe, samochody, podwody i wszelki sprzęt wojenny, który może wykorzystać nieprzyjaciel należy zniszczyć. Wszystkie konie będące na stanie wojska, instytucji i artylerii, z wyjątkiem konia Komendanta Twierdzy, należy zastrzelić. Po zakończeniu wysadzeń i dokonaniu zniszczeń wszelkie wrogie działania przeciwko armii rosyjskiej należy zaprzestać.
Natychmiast poogłoszeniu rozkazu rozpoczęto niezwłoczne przygotowania do dzieła zniszczenia. Pierwsza rozpoczęła artyleria forteczna, która przez całą noc niszczyła swoje zasoby. O godzinie 5 rano działa zamieniono w kupę złomu. O godz. 6.00 wysadzono forty twierdzy, tym samym w zwały gruzu obrócono największą budowlę Galicji. Pilot samolotu ppor. Stanger, który opuszczał twierdzę tuż przed wysadzeniem fortów wioząc różne dokumenty z twierdzy w tym listy do żony i córki gen. Kusmanka tak opisał to wydarzenie : "Znajdowałem się ok. 300 m nad miastem, kiedy w powietrze wyleciały mosty na Sanie, forty, składy amunicji i prochu. Siła eksplozji była tak silna, że odłamki dolatywały prawie do kadłuba maszyny. Fala uderzeniowa i podmuch rzucały samolotem jak balonem."
Drugie oblężenie trwało nieprzerwanie od 5.XI 1914 r. do 22. III. 1915 r. (137 dni).