纳粹德国
斯洛伐克共和国
瓦尔特·冯·布劳希奇 费多尔·冯·博克 格尔德·冯·伦德施泰特 斐迪南·查特罗什（英语：Ferdinand Čatloš）
米哈伊尔·科瓦列夫（英语：Mikhail Kovalev）
波罗的海沿岸
9月4日–10日
北方战区
南方战区
苏联入侵波兰
波兰战役（又称德波战争，而波兰称其为1939年保卫战或1939年九月战役；波兰语：Kampania wrześniowa，德国则称其为波兰战役，作战代号为《白色方案》）是德国、斯洛伐克与苏联军队于1939年9月入侵波兰的行动，该战役一般被认为是第二次世界大战的开始。在《德苏互不侵犯条约》签署了一星期后，德国于1939年9月1日凌晨4点40分展开进攻，而苏联亦于9月17日入侵波兰，10月6日，德苏两国占领波兰全国领土，波兰战役结束。
德国军队分作北、南、西三个方向发动攻击，并以两翼包围的方式夹击集结于边境地带的波军主力部队。波军损失惨重、欲撤出布署于德波边境的部队，将其用于首都华沙以西的位置建立一条防线，等待军事同盟国的英法两国对德国的西方战线发动攻击，但拥有兵力绝对优势的盟军却按兵不动。9月中旬，德军兵临华沙，波军将大部分仅存的主力集结，于布楚拉河一线反击德军，一度逼迫后者抽调兵力应付，最终，德军将波军主力包围歼灭，获得了决定性的胜利。9月17日，东方的苏联根据《德苏互不侵犯条约》中的秘密协议而入侵波兰，开辟了第二战场。波兰政府认定原先守于东方“罗马尼亚桥头堡（英语：Romanian Bridgehead）”进行固守的计划已不可行，遂下令撤离所有部队至中立的邻国—罗马尼亚。10月6日，最后一批波兰军队于科克战役被击溃，德苏两军占领波兰全国。尽管波兰从未有代表全国的政府或组织出面宣布投降过，但也已象征了波兰境内战事的结束。
10月8日，经过短暂的军政府管理后，德国直接将波兰西部，包括西里西亚、大波兰、波莫查、罗兹、但泽等曾为德意志帝国领土或有大量德裔人居住的地区并吞为国土，而其余区域则由党卫队上将的汉斯·法郎克所领导的波兰总督府进行管理，对内施行“德国化”政策，在德国占领期间，纳粹党卫队于波兰境内建立了大量的集中营，关押犹太人、医生、公务员、教会人员与地主等群众，最后将其有系统地大量处决。在苏联1939年后的占领区中，斯大林则对波兰人实行“俄罗斯化”，同样杀害了波兰社会精英与政治反对者，其中尤以屠杀两万名波兰军官的“卡廷森林屠杀案”最为出名。在德国占领波兰全国后，后者组织起地下抵抗势力—“波兰家乡军”于二战期间进行游击战。逃到西方国家的数十万波军则另外组成一流亡政府，并加入了盟军，于其他战场继续与轴心国战斗。二战结束后，波兰本土由波兰统一工人党所执政，与西方意识形态接近的流亡政府则无法回到波兰，一直到东欧革命后才重回故土。
波兰战役是第一次世界大战结束后德军的首次大规模陆上作战，世界各国对于德军迅速达成的胜利感到惊讶，进而产生许多误解或有很大争议的观点，部分错误资讯仍在今日的出版品中可以见得，例如最有名的“波兰骑兵向德国坦克冲锋”、“德国空军于一天内消灭波兰空军”等，实际上是众多以讹传讹的资讯加上纳粹宣传机关（英语：Nazi propaganda）的刻意宣传所造成的不正确印象。另外，有军事历史学家将本战役视为德军新型态作战模式—“闪击战”首次使用的作战，并视其为德军吸收西方军事家（B·H·李德哈特、J·C·富勒和夏尔·戴高乐等人）的坦克理论而发展的结果，同样地，这个论点也受到了相当的批评。
第一次世界大战后，由于三大欧洲帝国—德意志帝国、奥匈帝国与俄罗斯帝国解体，原本其领地内的少数民族纷纷独立为民族国家，诸如捷克斯洛伐克、波罗的海三小国、芬兰、南斯拉夫以及波兰，这些国家形成的欧洲态势被称作“凡尔赛体系”。其中，波兰第二共和国人口约2,700万，领土面积为388,000平方公里（排于全欧洲第六位），是东欧最大的国家之一，但随着德国与苏联逐渐自一战与内战的创伤恢复，这些独立出来的新兴小国感受到两欧陆强权国的威胁，同时其本身国力又不足以对抗，遂开始寻找盟国以保障其本身安全，波兰便寻求英国与法国的协助。
英国与法国虽为传统盟国，在一战中对抗德国和武装干涉俄国内战时皆并肩作战，但面对波兰的要求则有了不同的回应。英国为保持欧洲的均势，不愿过分削弱德国而令法国变得过强，因此在20年代波兰请求帮助时皆予以拒绝。英国认为，波兰是法国的盟友，对于英国本身并无利益，首相大卫·劳合·乔治甚至连波兰领土西里西亚在哪里都不知道，还曾说过：“波兰人民从未在历史过程中表现出有能力维持长久的独立。”外相奥斯丁·张伯伦爵士也曾于1925年2月表示：“任何英国政府都不会、也永远不会为保护波兰走廊而牺牲一名英国掷弹兵的性命。”法国则是波兰的盟国，希望后者能取代俄国的作用，因此在德波领土问题上总是站在后者一边。然而在另一方面，法国与波兰间的关系又并非对等，法国有时会因为本身目的而损害波兰的利益，而波兰的外交政策很大程度上受其肘吋。换句话说，倘若法国背弃波兰，后者在欧陆上即会丧失唯一的有力盟友，将陷入军事上孤立无援的境地。
欧陆上其他的小型国家，如南斯拉夫、捷克斯洛伐克和罗马尼亚三国组成了所谓的“小协约国”，波兰在寻求邻国盟友的过程中也想加入其联盟，但遭到捷国的拒绝。两国间又彼此煽动其境内的少数民族冲突，捷国煽动波兰内的乌克兰人，波兰则鼓励捷国的斯洛伐克人反对捷克人。在波兰领土四周，仅有罗马尼亚始终与其保持着良好的关系，1921年3月还曾签订同盟条约，以应对俄国的威胁。虽然到了1939年该条约已经过期，但罗马尼亚仍对后来波兰政府、士兵与难民的逃亡占有相当重要的角色。
第一次世界大战后，德意志帝国战败，被迫接受协约国的《凡尔赛条约》，放弃东部历史上曾属于波兰的大量领土，而俄罗斯帝国崩溃、苏联成立后，波兰趁此机会独立，并与后者发生了波苏战争，结果波兰在华沙战役中扭转局势，让苏联无法将其并吞。在整个1920年代，德国与苏联于国际上备受孤立，两国反而因此发展成了一种特殊的互助关系，1922年4月德国就与苏联签订了《拉巴洛条约》，后者将提供德国武器试验的场所，许多未来发迹的技术都在此时获得宝贵的测试经验，如坦克；而苏联则得到德国教官对其军队进行现代化与训练，令百废待兴的苏联红军可以更快地抵御波兰的威胁。两国间的合作十分密切，且并无意识形态的冲突，当时德国军队领导人汉斯·冯·塞克特将军认为苏联是理想的盟友，两国的合作可以长久，并共同于未来将波兰毁灭。
在此时期，德国对于波兰的厌恶程度甚至超过英法等国，原因包括英国对德国的态度转向容忍、法国军事思想转为防御为主、并还有士气萧条的情况，故不易另起战端，且在一战结束时，德国只丧失了阿尔萨斯-洛林两省给法国，这两省在历史上曾多次易手予他国，民族成分复杂而难定其归属，但在波兰的情况中，德国不但要让其恢复1772年时的领土，还要丧失西里西亚此一重要的工业产煤区（作为败战之惩罚）、割让但泽这个纯德国城市以及“走廊地区”给予波兰（该市超过95％的人都讲德语），在名义上成为独立的“利伯维尔”，导致德国本土与东普鲁士分隔，严重限制了后者的发展。大战结束后，德国总计丧失帝国时期的13％领土与12％的人口，其中波兰又占其极高之比例。出身自德东一带的塞克特对波兰更是痛恨，曾说道：“波兰的存在是不可容忍的，是与德国本身的需求不可调和的，波兰必须灭亡，而且一定会灭亡。”并灌输军队中“毁灭波兰”之信念，后来此主张也同样为柏林的高级官员所接受，魏玛共和国总理约瑟夫·魏尔斯曾公然发表过“波兰必须受到惩罚”的言论，而英国首相大卫·劳合·乔治也曾说过：“波兰被给予的太多，以后会造成大麻烦。”1925年6月起，德国开始对波兰进行关税战，并对其境内德意志侨民宣传复仇主义，鼓励其分裂运动。
苏联刚从战争中结束时与波兰的关系也同样紧张，尤其是《拉巴洛条约》的签订更是让后者感到极大的威胁，认为德苏两国军队未来可能发动向华沙进攻的巨大箝形攻势。但实际上，苏联这时致力于经济的发展，不愿在国际事务上发生冲突，故对外采和平外交。波兰提出除了维护其现有的《里加条约》规定的边界外，在其他领土上已无所求，加上面对逐渐壮大且不友善的德国，波兰无力再抽身对付苏联，苏联尽管对现行边界不满意，但还是愿意与其重修关系。1922年6月，波兰与苏联签订《波苏友好条约》，有了一定的改善，但两国间仍存有相当的不信任。1926年9月，苏联向波兰外长提交一份互不侵犯条约的草案，波兰同意，并建议苏联同波罗的海三小国都签订相同的条约，苏联亦答应。然而两国间的谈判又因为领土问题而陷入胶着，苏联认为立陶宛应拥有波兰领内的维尔诺省，而波兰认为这违反了《里加条约》，双方关系急速恶化，甚至在1927年6月，苏联大使遭到波兰的白俄罗斯侨民刺杀身亡。一直到1929年，苏联与波兰签订《白里安-凯洛格条约》，双方协议不以战争作为国家政策执行工具后，波苏关系才解冻。
1931年9月，日本发动了“九一八事变”，亚洲发生了战事，苏联为抽出兵力顾及该区，于1932年7月与波兰签订了《波苏互不侵犯条约（英语：Soviet–Polish Non-Aggression Pact）》，有效时间为10年。
1933年，阿道夫·希特勒与其领导的纳粹党获得了政权，一反先前德国与苏联交好的关系，提出了纳粹主义向东方扩张的“生存空间”理念，并宣称将建立一个在欧陆拥有霸权的泛德意志国家，德国最终将对苏联展开战争。为达到此目的，希特勒将在德国的周围建立其反共战争的同盟国、卫星国或傀儡国。希特勒执政之初，德国与波兰关系急速恶化，1933年2月，希特勒接受英国《星期日泰晤士报》记者谈话时曾扬言：“要求波兰将走廊还给德国，并要在‘短时间内’。”还策动了德波边境的反波兰游行示威运动，如宣称将“解放”在但泽与走廊地区的德意志少数民族，并声称但泽将德国领土隔为两地是“《凡尔赛条约》中最丑恶的部分”。波兰领导人约瑟夫·毕苏斯基则以武装部队驻于边境，施加军事压力，令希特勒收手。德国与苏联的交恶，反而促使苏联与波兰改善，希特勒便改变方针，表示愿意修补两国的关系，停止了20年代以来的关税战和攻击性的宣传。1933年11月，德波两国发表联合公报，宣称：“将以外交手段解决两国间的纷争。”1934年，两国签订了为期10年的《德波互不侵犯条约》。1935年后，继任毕苏斯基职务的爱德华·雷兹-希米格维将军察觉到德国的威胁，该国正违反《凡尔赛条约》，积极的重整军备。但波兰外交部长、同时也是毕苏斯基内阁成员的约瑟夫·贝克则继续奉行亲德政策，从“德奥合并”到支解捷克斯洛伐克的“苏台德危机事件”时，波兰都表示支持德国。同时，波兰也仿效德国以武力威胁他国—出兵立陶宛、强迫后者承认维尔诺属波兰领土，以及施压捷国、成功吞并在1919年波捷战争时所失去的扎奥杰（今捷克捷欣）一地，这些侵略作为都令波兰在欧洲的形象恶化，国际地位更为孤立。
完成吞并捷国后，希特勒开始正式拉拢波兰加入《反共产国际协定》，形成如同后来匈牙利王国、罗马尼亚王国、保加利亚王国、芬兰和日本帝国的联合战线，1938年，新任外交部长约阿希姆·冯·里宾特洛甫与波兰大使会晤，提出其联盟必须以但泽划归给德国、并在走廊地区建立一条高速公路来连结德国领土为前提，倘若波兰答应，希特勒将会未来给予波兰乌克兰北方的领土，并将德波条约将延长25年作为补偿。然而波兰认为，若加入了德国为首的军事联盟将会沦落为一个卫星国，甚至最终其国家地位将受到威胁，如同捷国被德国所吞并，因此贝克拒绝其提议，波兰外交部与军事领导人的看法也走向一致，波兰政府领导人亦不信任希特勒。3月21日，贝克前往柏林与希特勒会晤，后者强硬地要求其接受德国的条件，但遭到拒绝，双方不欢而散。希特勒即命令军方拟定入侵波兰的计划—《白色方案》，并于4月3日予以批准。
英国也意识到德国与波兰关系的改变，1939年3月31日，波兰得到英国的保证，将维护前者领土的完整；4月6日，贝克前往伦敦签署《英国-波兰安全保证条约》；5月19日，波兰又与法国签订类似的议定书，表示当波兰受到攻击时，法军将攻击德国，同样地，当法国与比利时受到德国攻击时，波兰也会进攻后者。希特勒于同月28日以波兰接受英法两国保护为由，宣布废除《德波互不侵犯条约》，并命令德军在8月前做好进攻该国的准备。另一方面，英国首相内维尔·张伯伦仍认为能与希特勒能达成一项关于但泽（也许还包括波兰走廊）的协议、战争是可以避免的，希特勒也有相同的看法。
在但泽和走廊的会谈破裂后，德国几个月内与波兰之间没有任何外交互动。希特勒也知道，自从1939年4月起，英法两国欲遏止德国而与苏联谈判，但仅要求苏联提供帮助，却不愿在苏联同样受到攻击时援助，谈判遂陷入胶着，再加上苏联与德国国境并未相接，若要与德军战斗就得通过波兰或罗马尼亚的领土，而这两个国家却都不同意其军队通过，尤其是波兰，贝克认为若与苏联同盟只会激怒希特勒，让战争提早爆发。希特勒见此，便于8月23日派外交部长里宾特洛甫前往苏联，于当天晚上签订了《德苏互不侵犯条约》（又称“莫洛托夫-里宾特洛甫条约”），有效时限为十年，国际上对德苏的关系改变感到震惊，原先这两个国家在意识形态上是完全对立的。然而《德苏互不侵犯条约》并非仅有保证两国安全的效用，其中还附加了一项秘密协定：两国共同瓜分东欧，包括波兰、波罗的海诸国、罗马尼亚等国家，以波兰来说，他将被德苏两国共同瓜分，前者取得49％的领土，剩余则划给苏联，两国不但将共同出兵打击波军，在德国因进攻波兰而遭英法宣战时，苏联将会维持中立，波兰即因此将面对历史上德国与俄罗斯的第四次瓜分。
希特勒原预计于8月26日凌晨4点开始发动攻击，但因为三件事而延迟了：一、8月25日，波兰与英国签订的《英国-波兰安全保证条约》被并入了1921年法国与波兰的同盟条约中，即意旨英国加入了法国与波兰的军事联盟，并重申它们将捍卫波兰领土之完整与国家的独立地位；二、意大利王国的“领袖”贝尼托·墨索里尼向希特勒表示，意大利尚未作好战争之准备，故不会加入这场德军的行动中；三、英国和波兰同时向柏林暗示他们愿意重新就但泽与走廊问题恢复谈判，因此希特勒动摇了，并召回前线的部队，但仍有小股部队未接获命令而发动了攻击，25日至26日的凌晨，德国的一队破坏小组因为没有听到延迟攻击的消息，而照预定计划攻击了西里西亚亚布伦科夫隘口和莫斯蒂的火车站（英语：Jabłonków Incident）。8月26日上午，他们遭波军击退，此事件已经给了波兰人预警—德国即将发动攻击。
8月26日，希特勒试图阻止英国和法国干预在即将爆发的战争，甚至提出在未来将德军供大英帝国指挥。谈判过程中希特勒相信西方盟国向德国宣战的可能性不大，并认为他们也在想办法摆脱先前对波兰的领土保证，希特勒认为英法两国将在德国征服波兰后，愿意重新进行谈判，最终将达成有利于德国的结果，因此他要继续尝试分化西方盟国与波兰。在这期间由于时间逐渐接近可以保护波兰的秋雨季节，不能继续延迟下去，且希特勒了解一旦再改变入侵时间，行动就要再晚好几个月。
在英国的催促下，8月29日时，德国发布了最后一次的外交声明，同时，《白色方案》的时程表必须重新修正。当晚，德国政府作出回应，除了要保护波兰的德国少数民族外，德国还要收复但泽以及波兰走廊（先前希特勒仅要求于走廊建立高速公路，现要取得走廊全境），希特勒现已要一场真的战争，因此他打算避免掉先前捷克斯洛伐克时西方国家介入的问题，并欲分化波兰和西方国家的关系，因此提出了有一个附带条件：前来的波兰全权代表必须在一天的时间内抵达柏林来签署一项协议。英国的张伯伦内阁仍为可以继续进行谈判而感到高兴，但若考虑到德国规定波兰全权代表要在限时一天的时间里抵达，这个难以达成的限时行动也意味着此为德国的最后通牒。8月30日至31日间的凌晨，里宾特洛甫向英国大使宣读了德国的十六项要求，而当英国大使内维尔·韩德森（英语：Nevile Henderson）要求将该文件副本转交给波兰政府时，遭里宾特洛甫拒绝，理由是“波兰代表未能在午夜前抵达。”当波兰大使约瑟夫·利普斯基于当日中午抵达柏林、求见里宾特洛甫时表示，波兰现在愿意考虑与德国进行谈判，但他也承认自己没有全权能签署任何协议，里宾特洛甫便将他赶走。不久，德国的广播宣布波兰否决了德国的提议，因此谈判终止。下午四点，希特勒决定将攻击行动于隔天早上4时45分展开。
在德国大军正式入侵前，德国与波兰就已开始进行个别的行动。8月29日，德国潜入敌人后方进行破坏的单位于塔尔瑙火车站放置了炸弹（英语：Tarnów rail station bomb attack），炸死了21名乘客、另有35人受伤。8月30日，雷兹宣布波兰进行动员、令军队人数增长至700,000人，但全面动员又因为英法两国施加的压力而取消，法国仍期望能透过外交还解决这次的纷争，但后者未注意到德国军队已集中于德波边境。8月31日晚，纳粹党卫队执行了引发边境冲突的“希姆莱行动（英语：Operation Himmler）”，其中最出名的是“格莱维茨事件”，数名党卫队成员穿上波兰的军服、拿着假国旗攻击德国边境的格利维采的一座无线电电台，并将几位集中营的囚犯处死，装作是受波兰军攻击的德国电台人员尸体，供记者拍摄。1939年9月1日，德国正式发动对波兰的攻击，而波兰由于先前法国的阻挠，只完成了部分的动员，仍有许多单位处于编组中的状态，或正前往指定的前线阵地路上。
1939年4月，希特勒命令陆军总司令部开始草拟入侵计划—《白色方案》，陆军总司令部将其交给由弗朗兹·哈尔德为首的德国陆军参谋本部成员负责，而负责此计划的则是格特·冯·伦德斯特大将为首的“伦德斯特小组”，但伦德斯特把实际的参谋工作交给了他的部下—埃里希·冯·曼施坦因中将与君特·布鲁门特里特上校进行。
《白色案》策划者于此时重新尝试了类似于曾在一战中失败的《施里芬计划》的作法：于一方采取守势、集中大部分主力部队，于一方取得迅速的决定性胜利，尽快结束两线作战的不利局势（集中兵力于波兰，对西方盟国采取守势）、以侧翼攻击敌人迫使其进行反正面作战，尽可能以少胜多以及凭着机动战达到“坎尼模式”的包围歼灭战，将敌人有生力量消灭，这些皆是德国自赫尔穆特·卡尔·贝恩哈特·冯·毛奇时代起传承至德军参谋部的思想，总称为“普德学派”。虽然第一次世界大战中德国战败，但军方不认为其军事思想有误，而是认为客观条件上的不足，于是塞克特继续将其保留下来。历经了战间期近20年的发展，德军已有了两种新世代的武器—飞机与坦克，在技术与任务性质上也获得了充分的发展，两者皆与一战时期的产物相比不仅打击力更强、速度也更快，遂在结合此两者武器之运用后，德军的普德学派军事思想发展成了日后的“闪击战”作战模式，即将集中兵力的装甲部队来突破敌军防线，快速深入后方、将敌军主力包围后而进行决定性的歼灭会战。然而在波兰战役时，德军认为装甲部队作战能力仍是一个未知数，鉴于降低风险等理由，最高统帅部将装甲师与其他快速部队用于支援传统步兵师、装甲师也被分散于各集团军中，而并未形成军级以上之单位。因此，波兰战役实际上是以装甲兵为支援、而非主力的战斗，更多的军事行动是以传统步兵来承担突破、包围与歼灭的责任。
在天气良好的情况下，波兰的地形非常适合机动战，不仅有广阔的平原，且几乎没有什么天然屏障，唯一可能阻碍德军的几条河流则因为夏季而水位大降，在此时期，波兰境内的第一大河—维斯瓦河甚至可以在任何一处直接徒涉；反之若下了大雨，波兰境内原先就很差劲的路况将变成一片沼泽，地面将会变得非常黏稠。波兰的地形不仅并未对德军造成困难，其地理位置更是处于极不利的态势；波兰共计约5,600公里的漫长国界，其中于西部和北部与德国相接处即长2,000公里，在1938年慕尼黑会议后更在南面延长了300公里，这也意味着波兰受到德国三面包围，尤其波军布署军队若越接近其疆界，在战争爆发后德军只要自任何一方向出发，即可将突出部内的波军所包围。德军策划作战时充分利用了其优势，并将军队分成三个方向—西、北、南来进攻波兰，由两个集团军群施行，两大攻击矛头将形成两个巨大的箝形攻势包围圈，将波兰的主力部队在维斯瓦河以西就被围歼。此作战预计将于宣战前即开始进行敌对行动，并实际指挥由陆军总司令瓦尔特·冯·布劳希奇大将负责，而集团军群的配置则如下：
在战争开始前，德军军事情报局的特种部队——“勃兰登堡部队”还会渗透进入波兰，保护工厂、矿区不受到波兰人破坏。德国空军总司令赫尔曼·戈林还亲自策划了一道“海岸行动”（Operation Wasserkante），将于开战后轰炸华沙。
早在德国魏玛时代，波军就预定与英法两国协同对德作战，并以积极进攻德国东部为主要构想（德国的应对方式为内线作战，将波军诱入后进行包围歼灭，如一战的坦能堡会战）。然而随着德国日益强大起来，波军最高统帅部也认清了主动权回到德军手中，开始拟定以防御为主轴计划。因为先前亲德的外交方针，波军一直到1939年3月才重新认清了希特勒的威胁，拟出作战计划——《西方计划（英语：Plan West）》（波兰语：Plan Zachód，又称《Z计划》）。《西方计划》内容以防御为主，以固守波兰人口稠密、资源丰富、工业发达的西方领土为重点（这为基于政治上的决定），并等待西线的盟军对德国发动攻击，雷兹-希米格维声称：“这是一项防御计划，它的目标就是防止我们的军队在盟国从西线对德军发起毁灭性打击之前覆灭。……我必须承认在战争开始的时候，波兰会失去一些领土，但在以后的战争中将会收复这些土地。”在需要防守的地域中，波军又以走廊和但泽为重，这源于波兰政治家们认为德军可能占领这些有争议的领土后即以军事实力作筹码，重新与英法两国进行谈判、最后签订一个妥协性质的和约。
《西方计划》将波军部队沿着德波两国边境展开，兵力极为分散且缺乏良好的防御阵地，非常容易使德军自侧翼将其包围歼灭之，而后成为了历史学家所诟病之处，如英国军事历史学家B·H·李德哈特即认为波军应将主力布署于维斯瓦河以东，以其作天然防线进行长时间的抵抗（这也是法国的意见）。波军内部也有将领支持此作法，并令《西方计划》加入了当确定无法阻挡德军后、波军自国境往纵深防御带撤退的行动（“罗马尼亚桥头堡作战（英语：Romanian Bridgehead）”），同时也将其作战制定为边抵抗边撤退，使波兰争取时间进行总动员，并让西方的盟军可以对德攻击，迫使后者调转军队，波军再伺机反攻。事实上到战争爆发后，波军也无法如计划后撤，原因在于其大部分部队机动力不足，德军快速部队运动速度太快和其空军连续反复地轰炸，波军在撤退时不停被迫仓皇地改变阵地、几近溃窜，最终也无法在被德军快速部队包围前撤离，被迫用最直接、伤亡最惨重的死守来防御。另外，由于波兰在战前的宣传强调德国的任何入侵都会被击退。因此当德国入侵、击溃波军时，波兰平民感到非常惊恐，且因为其缺乏这一类的灾难训练，在民众恐慌升高时产生了大量急于逃离的难民，他们不仅制造混乱、降低波军士气，还造成运输道路拥挤，使原本就很不易进行的撤退行动雪上加霜。
波军在9月1日时共将部队组成“莫德林集团军（波兰语：Armia „Modlin”）”、“克尔巴阡集团军（波兰语：Armia „Karpaty”）”、“克拉考集团军（波兰语：Armia „Kraków”）”、“罗兹集团军（波兰语：Armia „Łódź”）”、“波兹南集团军（波兰语：Armia „Poznań”）”与“波莫查集团军（波兰语：Armia „Pomorze”）”共6个集团军和一个“那累夫兵团（波兰语：Samodzielna Grupa Operacyjna Narew）”。兵力共有4个步兵师和4个骑兵旅的莫德林集团军（由埃米尔·克鲁科维奇-普热杰米尔斯基准将指挥）与那累夫兵团（由切斯瓦夫·姆沃特-菲亚乌科夫斯基上将指挥）负责守住东普鲁士边境、由5个步兵师与1个骑兵旅组成的波美拉尼亚集团军（由瓦迪斯特劳·波特劳斯基（英语：Władysław Bortnowski）中将指挥）则防守波兰走廊、克尔巴阡集团军（由卡西米尔兹·法布雷西（英语：Kazimierz Fabrycy）少将指挥）则有山地师和步兵师各1以及2个山地旅，负责防御可能来自于克尔巴阡山的攻击、由4个步兵师和2个骑兵旅组成的波兹南集团军（由塔德乌斯·库特雷兹巴（英语：Tadeusz Kutrzeba）少将指挥）则于波兰西方突出部驻守、罗兹集团军（由朱里斯·隆美尔上将指挥）与克拉考集团军（由安东尼·西勒宁（英语：Antoni Szylling）上将指挥）则负责西里西亚西南一带全部的防御，共有10个步兵师、2个骑兵旅和1个装甲旅。开战后，还会另外动员兵力，组成“卢布林（波兰语：Armia „Lublin”）”与“普鲁士（波兰语：Armia „Prusy”）”两个集团军作为预备队。
德国国防军在经过1935年希特勒撕毁《凡尔赛条约》而宣布征兵后，军队规模已远非波兰所及。承平时期，德国约有为数60万的军队，而波兰仅有21万；动员潜力的差距亦然，前者除了51个现役师外，在战时可另外编成102个师，而波兰只能编成30个正规师，以及15个后备师。1939年时，德国即正动员为数400万的军队，其中已有250万人完成作战训练，加上因为先前德军执行的隐密行动，让其在未被发现的情况下迅速完成了动员准备，动员一共分成四个梯队进行：第一梯队为质素最优者，装备最精良、最优先给予机械化和编制人数最多，每师约18,000人，这样的师共有35个，总数约为630,000名士兵；第二梯队则有16个师，为后备役士兵组成，每师约有15,000人，共240,000人；第三梯队为年龄较高或训练较不完整的后备役部队所组成；第四梯队则由正规部队的加强营所组成，与第三梯队的单位同用于增援或次级防御作战中。德国陆军在魏玛时期限额十万人，让其军队仅留下菁英份子，加上协约国的限武条约没有规范士官数量，塞克特便加以大量训练，预计于未来扩军时担任中下级军官，希特勒上台扩编后，以往的将官变成集团军司令、校官变成将官、士官变成校官。但即使德军指挥人员质素优良、动员能力惊人，其士兵武器的产量不够需求，如德国汽车工业无法负荷，许多单位被迫使用马匹作为主要运输工具，且仍使用许多旧式武器，如Gew 98步枪与MP18冲锋枪，两者皆为一次大战的产物，而反坦克武器上，德军主要使用37毫米36年式反坦克炮，波军则主要使用波佛斯37毫米反坦克炮，两者性能也十分接近。因此总体上来说，德波两军战力与装备质量最接近的单位是步兵师与战防武器。然而与波军相比，德军在武器数量上占了相当大的优势，例如其一个步兵师就配有735挺轻机枪，比波军的326挺还要多出一倍。
德国陆军最占优势的武器为坦克，也就是装甲部队。德军的海因兹·古德林装甲兵上将在战间期时发展了一套先进的机动战准则，并成功说服上级建立师级的装甲部队，由坦克、炮兵、车载步兵等单位联合编制，并与空军进行协同作战。古德林因为希特勒的支持才成功说服陆军部的反对者，于1935年成立了三个装甲师，每个装甲师都有两个坦克团，满编时将拥有561辆坦克（但这个数字从未达到过，一般都约300辆上下）。1936年时，因为陆军参谋长路德维希·贝克的坚持而又建立了三个“轻装师（德语：Leichte Division）”，各拥有一个坦克团，用于遂行骑兵部队的任务。1937年，德军又再建立了4个摩托化步兵师。到了波兰战役时，德军已拥有6个装甲师、4个轻装师和4个摩托化步兵师，这些机动化单位德军统称为“快速部队”（Schnelle Truppen），共约有2,500–2,900辆坦克（依照各方资料来源，数据略有不同），其中一半为一号坦克与二号坦克，一号是原先用于训练的，仅装备了两挺机枪，装甲相当薄弱，波军迷你坦克的火炮即可将其摧毁。二号火力稍较一号强，但与同时期的西方国家坦克相比仍逊一筹。担任德军真正的主力的三号则仅占其总坦克数量的10％，但德国也吸收了捷克斯洛伐克技术优良的军工业与其坦克—LT-38与LT-35，以填补三号与四号坦克的不足。
德国空军也远比波兰空军来的强大，主要用于提供战术支援，协助地面部队的进攻，特别是Ju 87俯冲轰炸机，其精准的打击能力和特殊的呼啸声对波军士气有相当之影响。德军还有当时身为全球最先进的战斗机之一的Bf 109战斗机，以及大量的中型轰炸机，主要是He 111和Do 17轰炸机。在1936年至1939年期间，希特勒曾组织以空军为主干的“兀鹰集团军”前往西班牙参加内战，获得了大量的实战经验。德军一共将2,695架飞机用于德波战争中，包括771架战斗机、408架驱逐机，336架俯冲轰炸机和1,180轰炸机，其中又有200多架用于侦查任务中。此时的德国空军也可能是全世界最有经验、最训练有素和装备最优良的空军。
波兰陆军于战前共有30个步兵师、14个骑兵旅和11个国民兵单位，若完全动员还可达到135万名士兵，但在9月1日时只动员了将近100万人，较晚抵达归属单位的士兵则因为在运输车辆上成为德国空军的明显目标，遭到猛烈的炸射而导致巨大的伤亡。波苏战争的经验深深影响了波军的组织与作战原则。不同于一战中的典型战况—壕沟战，波苏战争是一场由骑兵的机动性扮演决定性角色的军事冲突。波兰因而充分认识到“机动”所拥有的优势，建立了总兵力达210个连的骑兵部队，并将其编成3个轻骑兵团、27个长矛骑兵团和10个步枪骑兵团，波军还认为骑兵较德军机械化部队相比，拥有克服困难地型的优势。在战争爆发后，波兰骑兵旅在与德军步兵交战的过程中获得了部分的成功。
在机械化部队方面，虽然波军于1930年代末期曾试着令军队机械化，但优先发展者为高射炮与反坦克炮，但与机枪数量一样，波军火炮数量严重不足，每个步兵师仅有48门。波军较德军的坦克数量少得多，且被分散与步兵协同作战，尽管他们在个别的反坦克作战中表现优异，仍无法成为一股有效的战略单位。波军的装甲部队包括2个装甲旅、4个坦克营和配属到步兵师和骑兵旅、总计30个连的过时迷你坦克（仅装备机枪或口径仅有20毫米的火炮），总数约800多辆。在1939年时，波军唯一一种达到当代世界水准的坦克是7TP坦克，为世上第一种装备柴油发动机的量产坦克，武器装备明显比其主要的对手、德国的一号与二号坦克优胜，但自1935年一直到1939年爆发战争期间仅生产了135辆，不具有多大的作用。另外波兰也有一些进口的现代化坦克，如50辆的法制R-35坦克和38辆的英制维克斯六吨坦克，但数量同样过少。波军部队另一项落后德军的地方为通信与指挥手段，波军虽然已引入无线电系统，但各单位间通讯仍主要以信号兵和侦察兵传递，师部与指挥部则是使用民用电话网络和电报系统，在进行实战时，这样的情报传递速度过慢（这些同样也是法军的缺点）；相比下，德军士兵于部队大量使用通信设备，师部指挥车相当靠近前线进行情报分享、有些军官甚至自行驾驶飞机进行观测，迅速掌握战场局势变化，并立即做出最适当的判断。
波兰空军无论在规模还是飞机质量上均大幅落后于德国空军，同时也缺乏现代化的战斗机，但它的飞行员质素是世界上数一数二的，在一年后的不列颠战役中充分证明了波兰飞行员的能力。波兰空军共约有1,900架飞机，但其中前线战斗用飞机甚少，1,900架里有650架是训练机，另外700架是各式过时淘汰、或在战争爆发时又无任何作用之飞机，真正的前线兵力为392架，包括185架战斗机、114架侦查战斗机（Scout bomber）、36架中型轰炸机和84架侦察机，其中的战斗机主力为128架的“PZL P.11战斗机（英语：PZL P.11）”和30架的“PZL P.7战斗机（英语：PZL P.7）”，这两种飞机在30年代初期固然算是不错，但与德军1939年的现代化战斗机相比仍有所差距，P.11战斗机最高时速仅有每小时365公里，甚至低于德国部分的轰炸机。为弥补此缺点，波兰飞行员必须依赖战斗机本身的机动性与俯冲时达到较高的速度来拦截敌机。原本预计服役并取代两者的“PZL P.50战斗机（英语：PZL P.50）”也因为战争过早爆发而无法实现。轰炸机方面，波军只有36架“PZL-37麋鹿式（波兰语：PZL.37 Łoś）”轰炸机（波军唯一在性能上足以与德军战机媲美者）和共110架的“PZL.23 卡拉斯（英语：PZL.23 Karaś）”。德军第1航空舰队司令的阿尔贝特·凯塞林航空兵上将高估了波兰空军的战斗机数量为实际的两倍多，同时也低估了后者的轰炸机部队，后来德国压倒性的空中优势令此误判没有造成什么影响。波兰空军一共将飞机分配为两个主要单位—战略航空队与陆军航空队，前者共有146架作战飞机和60架支援飞机，后者则有246架作战飞机与42架支援飞机。
波兰海军是波兰三军中最现代化的军种，但规模甚小，仅有4艘英国或法国建造的驱逐舰、5艘法国或荷兰设计的潜艇和少量的辅助舰艇船。大部分波兰水面单位皆参加了“北京行动”，于8月20日离开波兰港口、逃出北海至英国；而潜艇部队则执行了“袋计划（波兰语：Plan Worek）”，潜伏于波罗的海以攻击德军海上交通线，但仅获得少许的成功。
1939年9月1日清晨4点40分，德国空军开始出动轰炸波兰城镇维隆，造成该市70％的建筑物被毁、约1,200人死亡（大部分为是平民）。同时，德国以官方访问名义停留于但泽港内的旧式战斗舰“石勒苏益格格-荷尔斯泰因号”开始对西盘半岛上的波军据点开火射击，此为第二次世界大战的第一发炮火。4点45分，德国陆军自北、南、西三方向入侵波兰。
在入侵的第一阶段行动中，德军取得了良好的成果，将波军分割为数个小集团，并以远较波军预想还要快的速度挺进著。然而，德军仍有一些军纪不良的事件发生，例如古德林在开战伊始严令第3炮兵团禁止开炮，但后者还是如是作，并差点击中古德林的座车。另外，有一些德军士兵过于紧张，将德国空军侦察机视为敌机而射击之，令乘坐于其中、奉命为陆军支援的空军将领陷入危险。波军的状况则不是陷入被包围的险境，就是正在往维斯瓦河撤退中，但在路上常受到难民的阻挠、德国空军的炸射等状况，且因为德国空军摧毁了波兰的通讯站，后者部队行动难以协同。
负责波兰北部的北方集团军群在清晨开始行动时，因为大雾而出现了友军互击的情况。除此之外，以古德林的第19摩托化军作为矛头的第4集团军进展颇快，而受到后者和第3集团军夹攻的波莫查集团军于9月3日开始往东南撤退，途中波军第18波美拉尼亚枪骑兵团（波兰语：18 Pułk Ułanów Pomorskich）还为争取时间而对德军步兵发动骑兵冲锋（英语：Charge (warfare)）进行逆袭，并获得了初步的成功，甚至古德林的参谋人员还惊慌地带起头盔防止被攻击。不久后，德军装甲车以机枪将波军骑兵击退，本次的行动被意大利记者叙述成“波兰骑兵勇敢地向德军坦克冲锋”，成为日后一个知名的误传（详情见“克罗加提战役”一条目）。在波莫查集团军已决定撤退之际，波军已损失了一万名士兵，大多是于波兰走廊被德军进行小型包围所歼灭，这也令东面的莫拉瓦侧翼洞开。
德军最高统帅部判断波军会撤至布尔达河设置防线，于是古德林亲自指挥第3装甲师进行渡河攻击，击破了波军脚踏车连部队的防御。9月2日，德军跨越了布尔达河，但此时第19摩托化军的坦克弹药与燃料用尽而不得不停止。另一侧的第3集团军则以“肯夫装甲师”作前导，向莫德林集团军的第20步兵师进行猛烈的攻击，一直到向南推进时遭遇莫拉瓦当地波军要塞强烈的抵抗，德军因而迂回将其包围之，波军固守三天后放弃了该地，莫德林集团军撤至华沙。9月2日，肯夫装甲师继续往东前进，而第3集团军动员梯次较后的几个步兵师则留下来抵御波军那累夫兵团对东普鲁士发动的攻击。9月3日，第3与第4集团军于纽恩堡会师。9月5日，肯夫装甲师跨越了那累夫河。
在开战头三天，波兰北部的走廊地区已经被德军所占领，然而波莫查集团军大部分主力仍成功撤出。这时波兰北部仅剩下但泽一带的波军继续强烈地抵抗德军，尤其是前者在自军条件十分不利的情况下仍能坚守很长的一段时间，包括西盘半岛、但泽波兰邮局和海尔半岛三地的战事；西盘半岛上的波军仅有200多人，却能防守人数达2,600人且尽占装备、海空部队支援优势的德军长达一星期；但泽波兰邮局亦然，邮局内仅有数十位公务人员和平民，却能抵挡拥有装甲车等优势装备的党卫队士兵14小时之久；海尔半岛的波军更是从9月9日一直抵抗到10月2日才投降。波军的抵抗不仅在后来被波兰政府所赞扬，还赢得了德军的尊敬，如指挥西盘半岛战事的德军将领腓特烈-格奥尔基·埃贝哈尔德（英语：Friedrich-Georg Eberhardt）即特别允许波兰守军指挥官能在投降后继续保有自己的仪仗刀。
兵力远较北方集团军群强大的南方集团军群以赖歇瑙的第10集团军为主攻切入波兰国境，波军赶紧撤退，并想于琴斯托霍瓦建立新防线，但德军机械化部队挺进速度极快，加上波军撤退时遭遇到的各种混乱，使得9月3日时该地即被德军所占领，第10集团军下的第1装甲师和两个步兵师也突破了波兰第7步兵师的防御，夺取了横跨瓦尔塔河的桥梁。尽管波军集结起P.23轰炸机对德军第1与第4装甲师攻击，仍被其防空炮火击退，损失5架与受损7架以上。南部掩护第10集团军南翼的第14集团军则以第5装甲师为前导向克拉考和下西西里亚工业区前进著，并将与其合围波军克拉考集团军。掩护第10集团军北翼的第8集团军也向洛次挺进中，该单位车辆不足，无法对其北边的波兹南集团军试探其实力，这埋下了后来被逆袭的危险。
波军此时剩下波兹南集团军处于未遭到打击的状态，其西部正面仅有德军弱小的边境守备部队，原先波兹南集团军司令库特雷兹巴想要对德军南方集团军群北翼—第8集团军发动攻势，但雷兹欲保留其实力来组织成维斯瓦河的防线而拒绝，并命令波兹南集团军进行撤退，然而这时德军第4集团军和第8集团军已经威胁到其两侧翼，有被围而歼之的危险。事实上，雷兹的决定正中伦德斯特的下怀，后者一直担忧遭到波兹南集团军来自左翼的逆袭，并曾向希特勒建议以德军骑兵单位来防御，但希氏予以拒绝，并将此任务交给了训练与经验均不足的武装党卫队“阿道夫·希特勒警卫旗队”摩托化步兵团。因此，雷兹以防御为主的战略想法，错过了一次打击南方集团军群的时机。9月6日，第10集团军的第4装甲师抵达华沙郊区。9月8日，在击退波兰“沃林斯卡（英语：Wołyńska Cavalry Brigade）”骑兵旅守军后，第4装甲师一度要突破防线，进入市内，但随后被架设好战防阵地的波军重创，损失了60辆坦克，德军便先撤出该单位、等待增援。
鉴于日益不利的战况，波军加速进行动员，但9月4日当天普鲁士集团军都未集结完成（主要原因是波军本身动员效率太差和受到德国空军干扰所致），波兰最高统帅部只好再组成卢布林集团军（由塔德苏兹·匹斯考（英语：Tadeusz Piskor）少将指挥）。到了9月7日，波军克拉考集团军已濒临崩溃、洛次集团军和普鲁士集团军的联系也几近断绝。9月8日，第10集团军自北、南、西三方向包围拉多姆的波军，虽然后者抵抗激烈，但德军在德国空军的支援下仍于11日结束了战斗，俘虏了6万名战俘。
德国空军遂行其作战目标—夺取波兰境内的制空权，故积极地对机场停驻或起飞的波兰飞机进行攻击，另外还炸射地面军事目标，包括行进中的骑兵部队、步兵、交通线以及通信站。德国空军对波兰机场进行非常猛烈的攻击，摧毁地面上停留的任何飞机，日后便以此宣称“德国空军于开战首日即将波兰空军摧毁于地面上”，但实际上当天仅有拉克怀斯（于克拉考附近）的机场受到攻击，并仅损失28架非现役的飞机，而波兰空军主力的作战飞机早在战前即移入分散的秘密机场中，德军搜索时也才将另外24架波兰飞机击毁于地面，但其中又多是训练机种，波兰空军的有生力量仍旧存在，在战争中也获得一些成果，如于开战伊始发动的海岸作战，德军派遣了4组轰炸机群飞往华沙，遭遇到波军的“追击旅（英语：Pursuit Brigade）”部队，被后者战斗机击落16架，而其则损失10架、受损24架，在战争头六天，追击旅已击落德军42架飞机。然而相较于追击旅的活跃，波军的轰炸机部队表现就不如预期，波军曾于9月2日集结24架P.23轰炸机攻击德军第10集团军先头部队，但这些轰炸机被设计为必须低空慢速飞行才可能将炸弹击中装甲部队，这样一来从而成为德军20毫米防空炮的最好目标，最终波军损失惨重。
随着时间过去，由于波军飞机数量无法补充、机体过时和分散四处，其劣势逐渐显现出来。9月6日，波军追击旅的全部54架战斗机已经损失了38架，波军只得将机群撤至卢布，到了9月14日时，前线的波军飞机数量已从原先的400架减为54架。另外，由于德军快速地占领了机场，使得波兰空军保留实力下来的主力飞机无法获得补给，最终只得将98％的人员撤往罗马尼亚。整场波兰战役，德军约损失285架飞机，其中279架无法修复，包括至少有126架为波兰战斗机所击落，剩余者则多为波军防空火力的攻击所造成，共造成239人阵亡、88人失踪。波兰空军则在此战役中损失估计约260架飞机（其中仅70架为空战所毁），还有来源另外指出，波军于战斗中损失284架飞机、因为其他原因再损失149架。
9月1日德国开始入侵后，英国首相张伯伦仍试图以调解的方式解决波兰战事，法国也如此，甚至邀请意大利首相本尼托·墨索里尼来主持。稍后，在议会各成员的庞大压力下，张伯伦于9月2日上午9点告知德国：“若不立即停止军事行动，并于当天上午11点开始撤军，英国将会对德国宣战。”但是英国驻德大使送交到希特勒手上时已经超过英国的时限。9月3日上午11点，英德两国进入战争状态；下午5点，法国也向德国宣战。
然而英法两国对德国宣战后却都按兵不动，仅在海上有所交手。至于以飞机进行轰炸一事，由于西班牙内战时德国空军对格尔尼加的轰炸行动展现了现代战争的毁灭性，英法两国认为对德轰炸会遭到其报复而皆不执行。在地面部队方面，虽然法军总司令毛利斯·甘莫林曾于1939年5月承诺波兰会在德国进攻该国时，于“动员开始后15天内”对德国发动攻击。然而法军的动员极为缓慢，并只在9月7日发动过一次“萨尔攻势”，进攻德国萨尔地区，以表示兑现其诺言，但甘莫林严令法军再挺进至距离德军西面防线——“齐格菲防线”少于一公里的地区（超过法军要塞炮射程范围），在为期5天的萨尔攻势里法军仅挺进8公里，并刻意留时间给德军撤退。到了12日，甘莫林认为波兰局势无可挽回，故借此不再投入更多兵力。9月21日，萨尔攻势停止，法军于10月4日撤回原出发线，而10月16日，波兰战役结束后，德军立即收复了这些失地。两军对峙而不战，而后这个状态就是德军称之的“静坐战”，而美国记者则将其称之“假战”。
德军担忧西线盟军的进攻令其处于极为不利的位置，因此鉴于目前情势，集团军群的战略布署必须有所改变。然而陆军总司令部和战斗部队指挥官意见相左，前者不欲令德军过于深入波兰境内，而使其尽量接近起初攻势出发点的铁路站，好让部队可快速向西运送。至于后者，如两位集团军群司令—波克与伦德斯特皆希望深入挺进，进行一次对波兰主力部队的大型包围歼灭战。其中，波克于9月5日提议重新布署第4集团军，并将部队派往华沙以东地区，避免波军于当地建立新防线，但这个设想被认为过于冒险而遭陆军总司令部否决。一直到9月5日，陆军总司令部才同意进行一个妥协方案，令第19摩托化军越过东普鲁士，往拉里夫河进攻，而第4集团军其余部队则继续压迫波军，将其赶至华沙。
9月7日当晚，雷兹判断德军将在一星期内把华沙包围，届时他将失去与其他集团军的联系。因此，雷兹在这时决定将最高统帅部迁至布列斯特-里托夫斯克。这是一个严重的错误决定，该地不仅并未完全准备好指挥中心必备的通信设备，同时现在正处波军构筑维斯瓦河、倚赖此天然防线抵挡德军的关键时刻，但雷兹此举让最高统帅部的协同能力丧失，还让前线部队同时收到华沙和布列斯特的矛盾命令。
另一方面，向华沙进军的第10集团军由于与掩护其左翼、但机动力不足而被抛在后面的第8集团军脱节，而掩护第8集团军侧翼的又只剩下一个第30步兵师。9月8日，库特雷兹巴再次向雷兹请求其指挥波兹南集团军和波莫查集团军对第8集团军侧翼反攻，两集团军即便已遭到部分损失，仍保有可观战力（9个步兵师和2个骑兵旅）。波军最高统帅部判断，倘若不实施反击，德军挺进速度仍超过波军，后者会持续居于不利之地位，但若反击，虽不利于部分波军的撤退，但可以减缓德军的进军速度，争取其他单位（尤其是洛次集团军）撤往维斯瓦河的时间。衡量权益利弊后，波军最高统帅部决定同意库特雷兹巴的要求，但又给了一个非常不切实际的命令：“以拉多姆为目标向东南方发动攻击，并一边撤往罗马尼亚桥头堡。”9月9日晚，波军自布楚拉河东南部开始发动大规模逆袭，这场“布楚拉战役”也是波军于波兰战役中唯一的主要攻势行动。
由于情报人员的疏失，德军错估了波兹南集团军的位置，误以为其已借由铁路撤回华沙，但伦德斯特仍对北翼日渐延伸所暴露出来的弱点而有所警戒，并警告布拉斯科维茨，但前线单位的第24步兵师和第30步兵师则忽略了此威胁。后来当波军反击开始时，第8集团军内部确实有所震惊，但伦德斯特和身为南方集团军群参谋长的曼斯坦则视此为一次歼灭于维斯瓦河以西的波军的大好机会，于是开始重新集结兵力。9月11日，第8集团军已自第10集团军、第14集团军中抽调，达到6个军的强大兵力。9月12日，库特雷兹巴得知洛次集团军已往北部的莫德林撤退，两军已无会合之希望。即使如此，库特雷兹巴还是进行了数次不协调的突围；先是9月12日再度朝东南方突击，而德军虽然有所损失，却仍然成功固守战线。9月15日，波军已放弃了东南部的攻击。9月16日，库特雷兹巴再对东北方发动攻击，但德军将原先进击到华沙市郊的两个装甲师掉头，自东面攻击，波军再度被击退。17日，德军也调来原本在轰炸华沙的空军，对布楚拉包围圈的波军进行强大的打击，一共投下328吨的炸弹，波军伤亡惨重、高射炮兵也把弹药都打完了，不得不退到该区的森林中，但又被德军飞机的烧夷弹造成的火灾赶了出来，继续于开阔地形中被轰炸机攻击。9月17日，德军收紧包围圈，于当天就俘虏了4万名战俘。9月21日战斗结束后，波军共有12万人被俘，只有少部分士兵得以借由森林为屏障逃出包围圈，而波兹南集团军与波莫查集团军的大部分兵力都被消灭了。
在德军第8集团军与第10集团军正处理布楚拉战事时，波军争取其赢来一星期的宝贵时间，加快增强华沙城的防护以因应敌军接下来的入侵，并尽量将残存的部队（主要是克拉考集团军）调至罗马尼亚桥头堡，而德军则正以13个师（相当于波兰战场上总兵力的1/3）慢慢包围华沙城。南北两主要战场上，德军还要于华沙以东建立一个巨型双钳。9月14日，德军第10装甲师抵达了布列斯特-里托夫斯克边境地区，并于15日击破了当地波军的防御工事。9月17日，第3装甲师抵达弗沃达瓦，德军装甲兵力的南北两钳即将合围。在波兰的其他重点地区方面，普热希梅尔自9月10日被德军包围、9月14日包围了利沃夫，此地是波兰除了布楚拉河以外的最后一个主要反抗据点。
另一方面，就在9月17日一早，苏联官方告知波兰驻俄大使：
苏联告知波兰代表后不久，庞大的苏联军队越过了两国边境，入侵波兰。此举不仅令波兰震惊，连德军也极为讶异，包括身居高级职务的最高统帅部作战处长阿尔弗雷德·约德尔将军也惊讶的追问：“他们准备对付谁呢？”原因是，希特勒只有告知外界（包括大部分德军将领）德苏两国签订互不侵犯条约一事，却没有提到共同瓜分波兰的行动。原先苏联也不知道德军究竟将会何时展开对波战争，但当9月1日入侵开始后，由于德军的快速进击远出乎苏联预料（后者原认为战事将会演变为有如一次大战的阵地战），若要分配到利益，苏联就需于近期入侵波兰。9月3日，里宾特洛甫就如此建议苏方，而斯大林命令外交部长莫洛托夫告知德方，苏联将会在有足够军队的情况下入侵波兰，同时他也要时间考量三件事：一、西方国家对波兰受德国入侵一事反应；二、日本一直到8月24日结束其挑起的边界冲突后，会有何反应；三、因为先前对苏联将领的整肃，导致其部队动员效率下降，另需时间准备作战。
最终，苏联军集结了两个方面军的兵力（相当于德军的集团军群），分别为由米海尔·科瓦列夫（波兰语：Michaił Kowalow）上将指挥的“白俄罗斯方面军（俄语：Белорусский фронт (1939)）”（负责占领布列斯特-里托夫斯克至立陶宛边界的波兰领土）和由谢苗·铁木辛哥上将指挥的“乌克兰方面军（俄语：Украинский фронт (1939)）”（负责占领布列斯特-里托夫斯克以南的全部地区，其中在布署上，最南边有一支机械化的“第12集团军”，负责阻拦波军撤退至罗马尼亚和匈牙利），兵力共有25个步兵师、16个骑兵师和12个坦克旅，总计46万人、3,739辆坦克、380辆装甲车和2,000架作战飞机。相比下，波军于当地与其接战的兵力甚少，第一线部队主要为“边境防护军”（Korpus Ochrony Pogranicza，简称“KOP”），仅有18个营、共12,000人，且沿着苏波边境展开、兵力分散于四周。
苏军被告知禁止与波军直接冲突，使后者一度以为其为盟军，但苏军逐渐向内地深入且许多波军被解除武装后，其入侵形势也逐见明朗化。雷兹于17日至18日的晚上对波军下令，除非出于自卫或是前往罗马尼亚桥头堡时遭苏军拦截，否则尽可能不要与苏军冲突，以撤退为首要目标，但还是有数个小规模冲突发生，如“格罗德诺战役（英语：Battle of Grodno (1939)）”。苏联入侵的同一日，雷兹与政府要员都逃往了罗马尼亚，许多波兰平民也同样前往寻求避难。就整体形势来看，苏联入侵是一个决定性的因素，波军原希望借由维斯瓦河守住波兰东部的计划已变得没有意义，它说服波兰政府“波兰已经战败”的事实。至于对前线的德军士兵来说，苏联的入侵毫无预警，因此两方还引发了一些冲突，不过都是相对算少的情况，总体来说，两国士兵间仍有一定程度的友善关系，德方也借由宣传促成此一和谐的气氛，两军士兵互相握手敬礼。9月23日时，布列斯特的德苏两军还举行了联合阅兵，两方分别由德军第19摩托化军军长的古德林和苏军第29坦克旅旅长的谢苗·克里沃申（英语：Semyon Krivoshein）准将作代表。
当苏军深入波兰内地后，即通知德军应撤至那累夫河-维斯瓦河-桑河一线。9月20日，希特勒亲自下令德军结束该线以东的一切战斗，后者在消灭波兰仅存的少数兵力后，也井然有序地进行了撤退工作。德军也将部分尚未结束的战斗留给了苏军处理，如直到9月20日仍处于包围状态的利沃夫，但出乎德军预料的是，当德军要撤离该地时，波兰军立即向德军所投降。
9月15日时，第10与第3集团军已经包围了华沙。德军还在16日大量投下传单劝降，以免让部队进行残酷的巷战而导致大量伤亡，但波军守将—原洛次集团军司令隆美尔将军拒绝此要求，因此德军开始对华沙发动攻击。9月21日，南方集团军群集结1,000门火炮轰炸华沙，并在23日对该市发动攻击，然后被波军所逐退。25日，德军再度集结可用之火力进行轰炸，包括1,200架的飞机，里面不乏有主要被用作运输机之用的Ju 52。德军进行空袭前有事先告知城内民众尽快离开，但同时也命令将该城包围得更彻底，以提升内部食物和饮水量的需求。虽然德军发动的轰炸行动火力十分猛烈，特别是针对自来水过滤站、供电厂、面粉加工厂等维生设施（令居民直接饮用河水而患病和饥饿），但实际上因为当天云层颇厚，德国空军有不少炸弹扔到了北部的步兵部队的头上，负责该行动的“特种航空指挥部”指挥官沃尔弗拉姆·冯·里希特霍芬因而遭到第8集团军司令的怒骂。9月26日，第8集团军发动攻击，逐渐突破了波军的防守。隔天，隆美尔提出停火休战要求，但被德军所拒，后者表示只接受无条件投降。当天下午，华沙守军投降，德军俘虏了城内共14万名士兵，而该城有40％的建筑物被受损、另外10％被毁。
9月18日，波军克拉考集团军尝试突破德军防线，撤往罗马尼亚，双方还爆发了波兰战役中最大规模的坦克战，最终波军的攻势被击退，克拉考集团军亦于9月20日投降。9月27日，德军在北部的“莫德林要塞（英语：Modlin Fortress）”使用原用来轰炸华沙市的大炮，发动猛烈的进攻，突破波军的防线，结束了历时16天之久的莫德林战役，莫德林集团军全军覆没，24,000人被俘。战争进行到这个阶段只剩下少数孤立且被德军所包围
