Hitler wyznaczył termin ataku na Polskę na 1 września o godz. 4.45. Przyjmuje się, że pierwszymi aktami agresji były: zbombardowanie Wielunia i strzały pancernika „Schleswig – Holstein” na polską placówkę na Westerplatte.

Jednak o tej godzinie wojska niemieckie ruszyły do ataku na całej linii frontu. Kluczowe znaczenie miało natarcie Grupy Armii „Południe”. Jednostki 10 Armii niemieckiej uderzyły na teren na północ od Częstochowy, w punkt styku między polskimi armiami: „Kraków” i „Łódź”. Teren około 40 km długości broniony był przez tylko jedną dywizję polską (7 DP), choć – zgodnie z regułami sztuki wojennej – taki obszar powinien być broniony przynajmniej przez 2,5 dywizji. Rozbita przez niemiecką dywizję pancerną i otoczona, 7 DP poddała się. Uderzenie w tym punkcie było przewidywane przez polski wywiad – była to najkrótsza droga do Warszawy.

10 Armia niemiecka atakowała w dwóch kierunkach: na Łódź, celem odcięcia drogi odwrotu siłom polskim w kierunku Warszawy, oraz na zgrupowanie wojsk polskich między Kielcami i Radomiem. W rezultacie udało się otoczyć i zmusić do poddania się siły polskie (7 dywizji) w tym rejonie (12.09). W ręce wojsk niemieckich wpadło 60 tys. jeńców i 130 dział.

14 Armii niemieckiej przypadło kluczowe zadanie – okrążenie i niszczenie sił polskich zgrupowanych wokół Krakowa i równocześnie szybki marsz na wschód, aby - przekraczając Wisłę i San i zdobywając Przemyśl i Lwów - wespół z Grupą Armii „Północ” uniemożliwić odtworzenie polskich linii obrony wzdłuż Wisły i Sanu.

O ile drugie zadanie zostało w pełni wykonane (15 września Niemcy zajęli Przemyśl i Lwów), o tyle pierwsze napotkało na trudności. Nadspodziewanie silny był opór wojsk polskich na fortyfikacjach na Górnym Śląsku, gdzie wojska niemieckie poniosły poważne straty. Nie udało się też okrążyć i wyeliminować Armii „Kraków”. Jej dowódca gen. Szyling skierował część sił do obrony rejonu Jordanowa i Chabówki (bitwa na Górze Godawskiej i w rejonie Lubnia), zdążył też umknąć przed okrążeniem wycofując się wzdłuż Wisły (tzw. „bitwa odwrotowa” – m.in. bitwy pod Nowym Korczynem, Wiślicą, Baranowem Sandomierskim). W rezultacie większość sił dotarła do przepraw na Wiśle, co – gdyby nie manewr drugiej części 14 Armii niemieckiej – dawało szansę obrony wzdłuż Wisły. Niemniej jednak działania Armii „Kraków” wiązały siły ponad połowy 14 Armii niemieckiej.

Największą polską operacją była bitwa nad Bzurą (9–18 września). Dowódca Armii „Poznań” gen. Tadeusz Kutrzeba dostrzegł możliwość ataku na nieosłonięte skrzydło niemieckiej 8 Armii. W porozumieniu z dowództwem Armii „Pomorze” zaproponował przejście od odwrotu do ataku. Nie mogąc się doczekać na zgodę marszałka Rydza – Śmigłego, sam podjął decyzję o ataku (zgoda Naczelnego Wodza dotarła dopiero 11 września)

W ciągu 3 dni niemiecka 30 Dywizja Piechoty (ze składu 8 Armii) została pobita, ponosząc ciężkie straty i zepchnięta na południe mimo kontrataków. Wzięto do niewoli sporo jeńców i sprzęt. Zdobyto m.in. Łęczycę, docierając do linii Ozorków – Stryszów.

Natarcie polskie zatrzymało niemiecką 8 Armię, zmusiło też dowództwo niemieckie do zawrócenia części 10 Armii.

Gen. Kutrzeba nakłonił gen. Władysława Bortnowskiego, dowódcę Armii „Pomorze” do wzmożonych ataków w rejonie Skierniewic. Początkowe sukcesy (aczkolwiek opłacone ogromną ceną krwi)zostały jednak zatrzymane. Zaczęło brakować zaopatrzenia, gen. Bortnowski, prawdopodobnie nie wierząc w powodzenie, zarządził wstrzymanie natarcia, a następnie odwrót Armii „Poznań”.

Ciąg dalszy był łatwy do przewidzenia… Armia „Pomorze” została zniszczona. Resztki Armii „Poznań” (ok. 50 tys. żołnierzy) zdołały przebić się pod Warszawę.

Koszt bitwy był bardzo wysoki. Strona polska straciła około 17 tys. Żołnierzy, a strona niemiecka 6 – 8 tys. Dla porównania – pod Monte Cassino poległo 924 polskich żołnierzy.

17 września na wschodnie tereny Rzeczpospolitej wkroczyły wojska ZSRR. Naczelny Wódz zakazał stawiania oporu, nie wypowiedział też wojny Rosjanom. Tego samego dnia wraz z rządem przekroczył granice Rumunii. Ostatni rozkaz, jaki wydał już w Rumunii (27.09), adresowany był do obrońców Warszawy. Nakazywał obronę stolicy do ostatniego naboju i wyczerpania zapasów żywności, co w ówczesnej sytuacji było absurdem.

Warszawa poddała się 28 września, w dzień później – Modlin. Najpóźniej – 6 października – Grupa Operacyjna „Polesie” pod dowództwem gen. Franciszka Kleeberga.

Do narodowej pamięci przeszła obrona Westerplatte (1 – 7 września) i Helu (1 września – 2 października).

Polska nie doczekała się pomocy zachodnich aliantów. Wprawdzie 3 września Francja i Anglia wypowiedziały Niemcom wojnę, jednak do poważnych działań wojennych nie doszło, mimo, że aliantom udało się zgromadzić na froncie 109 dywizji. Zdaniem dowódców niemieckich była to jedyna szansa, w tej fazie wojny światowej, na pokonanie Niemiec.

Straty

Z terytorium Polski udało się ewakuować do Rumunii i na Węgry 67 tys. żołnierzy. Kilkanaście tysięcy znalazło schronienie w państwach nadbałtyckich.

Uratowano dwa okręty podwodne („Orzeł” i „Wilk”) i trzy niszczyciele („Grom”, „Błyskawica” i Burza”). Nieco ponad 100 samolotów znalazło się na terenie Rumunii. Pozostały sprzęt został zniszczony.

Mimo nieporównywalnie mniejszej liczebności sił polskich, straty poniesione przez Wehrmacht były bolesne i nadspodziewanie wysokie. Dość często można spotkać się z opinią, że Niemcom pozostała amunicja na dwa tygodnie walki. Informacja ta nie znajduje jednak potwierdzenia w wiarygodnych źródłach.