德軍合圍華沙後，於9月17日限令華沙當局於12小時內投降。這時波蘭政府已逃往羅馬尼亞，後在巴黎和倫敦組織流亡政府。華沙守軍和居民拒絕投降，進行了華沙保衛戰，在武器、彈藥、食品、水電匱缺的情況下仍堅持戰鬥。德軍第8集團軍在付出了巨大的代價之後，於9月27日攻佔了華沙。波軍12萬人放下武器。9月28日波蘭首都華沙守軍12萬人投降。10月6日，波軍全軍覆沒，德波戰爭結束。
■宣而未戰
英、法兩國與波蘭在戰前均訂有盟約，並對波蘭的獨立一再作過保證。雖然他們均在戰爭一開始，9月3日宣佈戰爭，澳大利亞、加拿大、南非聯邦也相繼發表聲明，支援英、法對德宣戰，但實際上是宣而未戰。
直到9月9日，法軍第4集團軍的部隊纔開始對薩爾布呂肯地域發動有限的進攻，突入齊格菲防線8~10公里，這一進攻也於9月12日就停止了。這次進攻行動，法國顯得有些扭扭捏捏，並且留出時間讓德國前線部隊後撤，完全沒有把戰爭放在心上。英國對德宣戰後從本土派往西歐大陸的兵力只有4個師。儘管波蘭最高指揮部對盟國的援助也未抱有多大希望，覺得盟國不可能在幾天之內就提供援助，要是提供幫助也應該是在數週之後，但1939年9月英法無所作爲，也着實讓波蘭人長了見識。
對於英法的態度，德軍約德爾將軍戰後在紐倫堡法庭上追溯往事時說：“如果說我們沒有在1939年崩潰，那僅僅是由於在波蘭戰役期間，英、法兩國將近110個師在西線對德國的23個師完全按兵不動的緣故。”英國將軍富勒也說：“法國陸軍躲在鋼筋水泥的工事背後靜靜地坐着，眼看着一個唐·吉訶德式的英勇的盟國被人消滅了。”丘吉爾事後譏諷地說：“巴黎和倫敦以爲坐着就能把那筆債躲過去。”
1939年9月5日美國羅斯福宣稱，美國在歐戰中保持中立，並將舉行泛美談判，以減輕西半球因戰爭而受到的損害。在一項聲明中，禁止武器、軍需品、飛機和飛機零件以海運輸出至任何捲入戰爭的國家。這些國家包括法國、德國、英國、波蘭、印度、奧地利和新西蘭。9月20日，美國會應羅斯福之請，集會討論修正立法問題。羅斯福提出6項建議：限制美國輪船駛入戰爭區；禁止美國人民乘坐交戰國的輪船和經行危險區；交戰國向美國購得的貨物，由美方起運之前，即應過戶，由購買國自行負責；緊張貸款給交戰國；規定在國內爲交戰國募款的辦法；軍火與作戰工具的輸入與輸出，仍須獲有政府證件。
總之，從1939年到1940年5月，英、法和德國在西線均未展開大規模的戰鬥行動。德國人開始把這種戰爭叫做“靜坐戰”，西方有人稱之爲“奇怪的戰爭”。其實，這是英、法統治集團對“禍水東引”猶抱幻想的產物。他們妄想使蘇聯捲入戰爭，達到消耗自身，達成英法兩國扼殺斯大林專制主義的目的。此外，還有一種原因是，當時英法兩國的外交政策決定了其無所作爲。他們實行的是綏靖政策，即在維護自身既得利益的前提下，對法西斯國家的攻勢採取不抵抗政策，甚至犧牲小國（當時的捷克斯洛伐克、波蘭）來滿足法西斯國家。
正當波蘭在德軍的進攻下開始瓦解的時候，蘇聯政府於9月17日早晨，命令蘇軍進入波蘭東部，理由是保護波蘭境內的烏克蘭和白俄羅斯少數民族。蘇聯進入波蘭的部隊分爲兩個方面類似於集團軍的部隊，總共有20多個步兵師，15個騎兵師和9個坦克旅組成。烏克蘭方面軍由陸軍司令鐵木辛哥率領3個軍，它的任務是進入普里皮亞特河以南的波蘭領土，其中利沃夫是其奪取的目標。在烏克蘭方面軍最南面的一支部隊是第12軍，其任務是阻攔企圖撤退到南面羅馬尼亞和匈牙利安全地帶的波蘭軍隊。白俄羅斯方面軍由聯軍司令科瓦廖夫率領4支小部隊組成，任務是佔據從佈列斯特—利托夫斯克以北到立陶宛邊界的波蘭領土。蘇軍落井下石的進攻無疑使已經面臨絕境的波軍最高指揮部雪上加霜。蘇軍的進攻未遇重大抵抗，即佔領了波蘭東部地區，並俘獲了波軍20萬人，繳獲飛機300架、野炮900餘門、步槍30萬支。9月下旬，蘇、德兩國政府經過磋商達成協議，雙方佔領的範圍，大約劃定以那累夫河——維斯瓦河——桑河一線爲界。
■波蘭反擊
位於德國第10集團軍北面（左面）側翼的第8集團軍向前順利推進，直通羅茲。如此，第8集團軍的左翼部隊就很危險地暴露在波蘭波茲南集團軍的面前。
面對納粹德國的咄咄攻勢，波蘭軍隊由於總動員的推遲而延誤了展開的時間。預定的戰略展開，比德軍的進攻滯後了５天。波茲南省西部是一個很大的向西突出部，配置在這裡的是“波茲南”集團軍，司令爲庫特謝巴將軍。他們的任務是防守法蘭克福、波茲南方向，對德國人的北方集團和南方集團造成威脅，如有可能，則對由波美拉尼亞和西里西亞來犯的德國法西斯集團軍的翼側實施突擊。
當波蘭軍隊弄清了德軍的真正意圖之後，庫澤巴請求波軍最高指揮部允許他的部隊從南側襲擊正在東進的德國第8集團軍。但這一請求遭到了斯密格萊·利茲元帥的拒絕。他想要在維斯拉河一側集結儘可能多的軍隊，因此，波茲南集團軍開始向東面的華沙方向撤退。此時，波莫瑞集團軍的餘部也在向華沙方向撤退。這兩支部隊在位於波茲南和華沙中間位置的庫特諾會師。
9月8日，庫澤巴又一次請求上級，這次得到了允許。此時，波茲南集團軍和波莫瑞集團軍還是一支數量可觀而且總體上編制完整的軍隊。波軍最高指揮部推斷，發動一次大規模的反攻可能會從總體上減慢德國南方集團軍羣先頭部隊的進軍速度，從而給其他波蘭軍隊一個喘息的機會。爲此，他們決定發動反擊。
這時，也剛好有一個機會，負責保護第8集團軍側翼的希南斯軍團已經被德軍先頭部隊主力遠遠地拋在了後面。當第8集團軍接近布祖臘河時，它的側翼保護部隊主要是第30步兵師。爲此，9月9日，在布祖臘河東南方向，波蘭軍隊開始反擊，這也是整場戰役中波軍唯一的一次主要進攻。這使得第30步兵師遭到了重創。經過兩天鏖戰，德軍步兵第30師被消滅，還俘獲德軍1500人，繳獲大炮30門。
儘管波軍迫使德軍後退了，但他們同時也面臨着一些食物、軍火彈藥和其他軍事供給的短缺問題。波蘭軍隊的這次反擊的確讓第8集團軍大爲震驚，但並沒有引起他們的慌亂。
9月10日清晨，第8軍團司令部突然報告說，其下屬的第30師，已經從北面受到了奇襲，波軍的兵力相當強大，該軍團爲了穩定戰局曾經一再發動反擊，但都失敗了，這支波軍估計可能是從波茲南省區中撤退出來的主力，因此請求集團軍迅速派一個裝甲軍來支援。如若不然，波軍很可能向南把德軍已經佔領的羅茲城重新奪回。曼施坦因向倫德斯特建議，暫時不答應第8軍團的這一請求。曼施坦因認爲，即使有一個局部嚴重的危機發生，也不會對整個作戰發生重大影響，反而給南方集團軍提供了一個贏得重大勝利的機會：現在既然波軍主力在維斯拉河以西投入戰鬥，如果在這一地段將其殲滅，可以省卻波軍在華沙城下再建戰線的可能。倫德斯特同意曼施坦因的判斷，並沒有忙於直接增援第8軍團，而是開始了一個包圍該部波軍的計劃，投入了集團軍總預備隊的兩個師，向東迂迴，在拉登附近的一個輕裝師也被抽調出來，擔負包圍的任務。這樣一來，第8軍團就要承受波軍相當大的壓力。爲了激勵前線德軍的士氣，倫德斯特上將與曼施坦因親臨第8軍團司令部督戰。鑑於此役關係過於重大，兩人決定他們直接指揮這一戰役。
9月12日，庫澤巴將軍得到情報，德軍正在庫特諾附近舉行軍事演習，波軍面臨被包圍的威脅。當日，庫澤巴率領部隊向東南發起進攻，希望衝出包圍。但希望破滅，不僅沒有衝出包圍反而被包圍得更緊了。9月15日，德國第10集團軍奉命向北推進，在華沙以西切斷從庫特諾逃亡波蘭首都的所有退路。9月16日，波軍再一次向東北方突圍，但還是沒能成功，傷亡慘重。9月17日，德國空軍暫停了對華沙的轟炸行動，轉而集中兵力進攻庫特諾地區。就這樣，在9月18日，“波茲南”集團軍的反擊宣告失敗。
■攻克華沙
當德軍在沃維奇、維斯瓦河和布祖拉河等地域擊敗波軍的反突擊之後，剩下的就是圍攻波蘭首都華沙了。但是希特勒和德軍統帥部都不想對防禦堅固的華沙發動全面的進攻，因爲那樣會使得德軍大量人員傷亡。9月16日，德軍在華沙散發傳單，要求波軍投降，並派第3集團軍司令部的一名代表接受波軍的投降，但波蘭人拒絕了這一要求，於是德軍開始對華沙進行轟炸。
曼施坦因指揮奉命攻佔該城的德軍第8軍團，大致沿華沙城的圓環式鐵路進逼，對華沙構成一道嚴密和連續的封鎖線。爲了避免華沙城內的巷戰，曼施坦因建議使用德軍優勢的炮兵和飛機轟炸的聯合效力，來迫使華沙投降。如果還不奏效，則採取斷水斷糧的方法。希特勒早就有使用空軍轟炸華沙的打算，因此很快得到了他的批准。
在德國空軍集中兵力摧毀華沙市內供水系統和發電站的同時，第3、第10集團軍也連續對該市進行了炮轟。但波蘭軍隊英勇反擊，致使德軍幾乎無法前進一步。華沙城裡的波軍彈藥充足，市內被毀壞的地方成了很好的炮兵防禦。就這樣，德軍的進攻不是很順利。9月22日，希特勒來到第3集團軍的司令部，視察了部署在華沙東部郊區普拉加的炮兵部隊。希特勒礙於《蘇德互不侵犯條約》，因此決定從華沙西部進攻。這一決定將把大量的華沙市民趕到波蘭東部去，從而使其成爲蘇聯武裝部隊不得不面對的一個包袱。
當時，第8集團軍負責進攻華沙。爲部署這一進攻，德軍首先要保證任何人都無法突出重圍，進而使得波軍對食品的需求就會增加，時間一長，這便成了一個問題。同時，德國空軍繼續轟炸華沙的自來水過濾站和抽水站，毀壞室內的正常供水系統。
9月25日，德軍開始向華沙外圍的要塞、據點以及重要補給中心發動了炮擊。隨後，局部的攻擊也開始了。爲了配合華沙保衛戰，華沙西南的波茲南、託斯、羅茲等地共約10個師的波軍殘部，會合起來對華沙南面的德軍進行了反擊，使華沙堅持了10余天。9月26日，德國空軍開始向華沙城內散發傳單，警告該城即將受到轟炸，並要居民投降。因爲波軍仍繼續頑強抵抗，所以在同一天下午，德國空軍開始轟炸華沙。9月27日中午，倫德斯特和曼施坦因視察了曼施坦因以前當師長的第18師，它剛剛攻下了華沙防禦線上的兩個堡壘，突然聽到了波軍願意投降的消息。9月28日，波蘭守軍司令與德軍第8軍團司令布拉斯柯維茲將軍之間簽訂了降約。
此後，除了少數幾支分散的小規模部隊仍在波蘭的密林叢中進行遊擊戰以外，唯一堅持抵抗的地方就是波羅的海的沿岸了。在9月29日德軍發起最後一次地面進攻之前，守衛在海勒半島的一小塊延伸到但澤灣的陸地的波蘭駐軍就遭受了來自德國陸、海、空三軍的打擊和轟炸。最後，10月1日，駐守在那裡的海軍少將接受了德軍的投降要求，從半島撤退。至此，1939年德國對波蘭的戰爭就已經全面結束了。
波蘭戰役，是法西斯德國“閃電戰”在戰爭中的首次應用。這次戰爭前後歷時一個月，雙方均有傷亡。波軍死66300人，傷133700人，被德軍俘虜69.4萬人，被蘇軍俘虜21.7萬人（含投降數），10萬人逃至鄰國。波蘭居民遭到了巨大的犧牲。僅華沙就死近25萬人，數萬無辜公民受傷。德軍死10600人，傷30300人，失蹤3400人。
一個擁有3400萬人口，100多萬軍隊的國家，就這樣在短短的一個多月的時間裡滅亡了。這是爲什麼呢？
第一，波軍在裝備現代化方面遠遠落後於德國。“二戰”結束後，古德里安在其回憶錄中這樣描述道：“到9月3日，我們對敵人已經形成了合圍之勢——當前的敵軍都被包圍在希維茲以北和格勞頓茲以西的森林地區裡面。波蘭的騎兵，因爲不懂得坦克的性能，結果遭到了極大損失。有一個波蘭炮兵團正向維斯托拉方向行動，途中爲我們的坦克所追上，全部被殲滅，只有兩門炮有過發射的機會。波蘭的步兵也死傷慘重。他們一部分工兵部隊在撤退中被捕，其餘全被殲滅。”當時，根本就不瞭解坦克的性能，以爲坦克的裝甲不過是些用錫板做成的僞裝物，是用來嚇唬人的。於是波蘭騎兵蜂擁而上，用他們手中的馬刀和長矛向德軍的坦克發起猛攻。由此可見波軍的裝備是多麼落後。這是戰爭失敗的一個重要原因。
第二，波軍有些輕敵，自負。他們爲了向勉強結成同盟的國家證明，他們不想對強鄰挑釁，從而不顧德軍加緊戰備，遲遲不完成自己的動員工作，直至失去最後的時機，自己把戰爭主動權送給了德國。
第三，波軍不重視防禦。波蘭的將領們一向鄙視防禦，所以不肯花氣力去構築工事，他們寧願依賴反擊，因此儘管缺乏機械，但他們仍然深信自己的軍隊能夠有效地執行反攻任務。
第四，波蘭過於相信英法。英、法兩國與波蘭訂有盟約，並對波蘭的獨立一再作過保證，但是卻未進行任何援助。可以說，波蘭成爲了帝國主義大國爭霸的犧牲品。
可以毫不誇張地說，他們（波蘭首相）的思想落後了80年。
——英國軍事理論家利德·哈特
波蘭再一次遭到了兩個大國的侵略。這兩個大國同其他大國一起奴役波蘭達150年之久，但卻不能摧毀波蘭民族的精神。華沙的英勇抵抗，表明波蘭的靈魂是不可毀滅的。
——英國首相丘吉爾
波蘭戰役對於我的裝甲部隊而言，是第一次火的洗禮。
——德國“裝甲兵之父”古德里安