德军合围华沙后，于9月17日限令华沙当局于12小时内投降。这时波兰政府已逃往罗马尼亚，后在巴黎和伦敦组织流亡政府。华沙守军和居民拒绝投降，进行了华沙保卫战，在武器、弹药、食品、水电匮缺的情况下仍坚持战斗。德军第8集团军在付出了巨大的代价之后，于9月27日攻占了华沙。波军12万人放下武器。9月28日波兰首都华沙守军12万人投降。10月6日，波军全军覆没，德波战争结束。
■宣而未战
英、法两国与波兰在战前均订有盟约，并对波兰的独立一再作过保证。虽然他们均在战争一开始，9月3日宣布战争，澳大利亚、加拿大、南非联邦也相继发表声明，支援英、法对德宣战，但实际上是宣而未战。
直到9月9日，法军第4集团军的部队才开始对萨尔布吕肯地域发动有限的进攻，突入齐格菲防线8~10公里，这一进攻也于9月12日就停止了。这次进攻行动，法国显得有些扭扭捏捏，并且留出时间让德国前线部队后撤，完全没有把战争放在心上。英国对德宣战后从本土派往西欧大陆的兵力只有4个师。尽管波兰最高指挥部对盟国的援助也未抱有多大希望，觉得盟国不可能在几天之内就提供援助，要是提供帮助也应该是在数周之后，但1939年9月英法无所作为，也着实让波兰人长了见识。
对于英法的态度，德军约德尔将军战后在纽伦堡法庭上追溯往事时说：“如果说我们没有在1939年崩溃，那仅仅是由于在波兰战役期间，英、法两国将近110个师在西线对德国的23个师完全按兵不动的缘故。”英国将军富勒也说：“法国陆军躲在钢筋水泥的工事背后静静地坐着，眼看着一个唐·吉诃德式的英勇的盟国被人消灭了。”丘吉尔事后讥讽地说：“巴黎和伦敦以为坐着就能把那笔债躲过去。”
1939年9月5日美国罗斯福宣称，美国在欧战中保持中立，并将举行泛美谈判，以减轻西半球因战争而受到的损害。在一项声明中，禁止武器、军需品、飞机和飞机零件以海运输出至任何卷入战争的国家。这些国家包括法国、德国、英国、波兰、印度、奥地利和新西兰。9月20日，美国会应罗斯福之请，集会讨论修正立法问题。罗斯福提出6项建议：限制美国轮船驶入战争区；禁止美国人民乘坐交战国的轮船和经行危险区；交战国向美国购得的货物，由美方起运之前，即应过户，由购买国自行负责；紧张贷款给交战国；规定在国内为交战国募款的办法；军火与作战工具的输入与输出，仍须获有政府证件。
总之，从1939年到1940年5月，英、法和德国在西线均未展开大规模的战斗行动。德国人开始把这种战争叫做“静坐战”，西方有人称之为“奇怪的战争”。其实，这是英、法统治集团对“祸水东引”犹抱幻想的产物。他们妄想使苏联卷入战争，达到消耗自身，达成英法两国扼杀斯大林专制主义的目的。此外，还有一种原因是，当时英法两国的外交政策决定了其无所作为。他们实行的是绥靖政策，即在维护自身既得利益的前提下，对法西斯国家的攻势采取不抵抗政策，甚至牺牲小国（当时的捷克斯洛伐克、波兰）来满足法西斯国家。
正当波兰在德军的进攻下开始瓦解的时候，苏联政府于9月17日早晨，命令苏军进入波兰东部，理由是保护波兰境内的乌克兰和白俄罗斯少数民族。苏联进入波兰的部队分为两个方面类似于集团军的部队，总共有20多个步兵师，15个骑兵师和9个坦克旅组成。乌克兰方面军由陆军司令铁木辛哥率领3个军，它的任务是进入普里皮亚特河以南的波兰领土，其中利沃夫是其夺取的目标。在乌克兰方面军最南面的一支部队是第12军，其任务是阻拦企图撤退到南面罗马尼亚和匈牙利安全地带的波兰军队。白俄罗斯方面军由联军司令科瓦廖夫率领4支小部队组成，任务是占据从布列斯特—利托夫斯克以北到立陶宛边界的波兰领土。苏军落井下石的进攻无疑使已经面临绝境的波军最高指挥部雪上加霜。苏军的进攻未遇重大抵抗，即占领了波兰东部地区，并俘获了波军20万人，缴获飞机300架、野炮900余门、步枪30万支。9月下旬，苏、德两国政府经过磋商达成协议，双方占领的范围，大约划定以那累夫河——维斯瓦河——桑河一线为界。
■波兰反击
位于德国第10集团军北面（左面）侧翼的第8集团军向前顺利推进，直通罗兹。如此，第8集团军的左翼部队就很危险地暴露在波兰波兹南集团军的面前。
面对纳粹德国的咄咄攻势，波兰军队由于总动员的推迟而延误了展开的时间。预定的战略展开，比德军的进攻滞后了５天。波兹南省西部是一个很大的向西突出部，配置在这里的是“波兹南”集团军，司令为库特谢巴将军。他们的任务是防守法兰克福、波兹南方向，对德国人的北方集团和南方集团造成威胁，如有可能，则对由波美拉尼亚和西里西亚来犯的德国法西斯集团军的翼侧实施突击。
当波兰军队弄清了德军的真正意图之后，库泽巴请求波军最高指挥部允许他的部队从南侧袭击正在东进的德国第8集团军。但这一请求遭到了斯密格莱·利兹元帅的拒绝。他想要在维斯拉河一侧集结尽可能多的军队，因此，波兹南集团军开始向东面的华沙方向撤退。此时，波莫瑞集团军的余部也在向华沙方向撤退。这两支部队在位于波兹南和华沙中间位置的库特诺会师。
9月8日，库泽巴又一次请求上级，这次得到了允许。此时，波兹南集团军和波莫瑞集团军还是一支数量可观而且总体上编制完整的军队。波军最高指挥部推断，发动一次大规模的反攻可能会从总体上减慢德国南方集团军群先头部队的进军速度，从而给其他波兰军队一个喘息的机会。为此，他们决定发动反击。
这时，也刚好有一个机会，负责保护第8集团军侧翼的希南斯军团已经被德军先头部队主力远远地抛在了后面。当第8集团军接近布祖腊河时，它的侧翼保护部队主要是第30步兵师。为此，9月9日，在布祖腊河东南方向，波兰军队开始反击，这也是整场战役中波军唯一的一次主要进攻。这使得第30步兵师遭到了重创。经过两天鏖战，德军步兵第30师被消灭，还俘获德军1500人，缴获大炮30门。
尽管波军迫使德军后退了，但他们同时也面临着一些食物、军火弹药和其他军事供给的短缺问题。波兰军队的这次反击的确让第8集团军大为震惊，但并没有引起他们的慌乱。
9月10日清晨，第8军团司令部突然报告说，其下属的第30师，已经从北面受到了奇袭，波军的兵力相当强大，该军团为了稳定战局曾经一再发动反击，但都失败了，这支波军估计可能是从波兹南省区中撤退出来的主力，因此请求集团军迅速派一个装甲军来支援。如若不然，波军很可能向南把德军已经占领的罗兹城重新夺回。曼施坦因向伦德斯特建议，暂时不答应第8军团的这一请求。曼施坦因认为，即使有一个局部严重的危机发生，也不会对整个作战发生重大影响，反而给南方集团军提供了一个赢得重大胜利的机会：现在既然波军主力在维斯拉河以西投入战斗，如果在这一地段将其歼灭，可以省却波军在华沙城下再建战线的可能。伦德斯特同意曼施坦因的判断，并没有忙于直接增援第8军团，而是开始了一个包围该部波军的计划，投入了集团军总预备队的两个师，向东迂回，在拉登附近的一个轻装师也被抽调出来，担负包围的任务。这样一来，第8军团就要承受波军相当大的压力。为了激励前线德军的士气，伦德斯特上将与曼施坦因亲临第8军团司令部督战。鉴于此役关系过于重大，两人决定他们直接指挥这一战役。
9月12日，库泽巴将军得到情报，德军正在库特诺附近举行军事演习，波军面临被包围的威胁。当日，库泽巴率领部队向东南发起进攻，希望冲出包围。但希望破灭，不仅没有冲出包围反而被包围得更紧了。9月15日，德国第10集团军奉命向北推进，在华沙以西切断从库特诺逃亡波兰首都的所有退路。9月16日，波军再一次向东北方突围，但还是没能成功，伤亡惨重。9月17日，德国空军暂停了对华沙的轰炸行动，转而集中兵力进攻库特诺地区。就这样，在9月18日，“波兹南”集团军的反击宣告失败。
■攻克华沙
当德军在沃维奇、维斯瓦河和布祖拉河等地域击败波军的反突击之后，剩下的就是围攻波兰首都华沙了。但是希特勒和德军统帅部都不想对防御坚固的华沙发动全面的进攻，因为那样会使得德军大量人员伤亡。9月16日，德军在华沙散发传单，要求波军投降，并派第3集团军司令部的一名代表接受波军的投降，但波兰人拒绝了这一要求，于是德军开始对华沙进行轰炸。
曼施坦因指挥奉命攻占该城的德军第8军团，大致沿华沙城的圆环式铁路进逼，对华沙构成一道严密和连续的封锁线。为了避免华沙城内的巷战，曼施坦因建议使用德军优势的炮兵和飞机轰炸的联合效力，来迫使华沙投降。如果还不奏效，则采取断水断粮的方法。希特勒早就有使用空军轰炸华沙的打算，因此很快得到了他的批准。
在德国空军集中兵力摧毁华沙市内供水系统和发电站的同时，第3、第10集团军也连续对该市进行了炮轰。但波兰军队英勇反击，致使德军几乎无法前进一步。华沙城里的波军弹药充足，市内被毁坏的地方成了很好的炮兵防御。就这样，德军的进攻不是很顺利。9月22日，希特勒来到第3集团军的司令部，视察了部署在华沙东部郊区普拉加的炮兵部队。希特勒碍于《苏德互不侵犯条约》，因此决定从华沙西部进攻。这一决定将把大量的华沙市民赶到波兰东部去，从而使其成为苏联武装部队不得不面对的一个包袱。
当时，第8集团军负责进攻华沙。为部署这一进攻，德军首先要保证任何人都无法突出重围，进而使得波军对食品的需求就会增加，时间一长，这便成了一个问题。同时，德国空军继续轰炸华沙的自来水过滤站和抽水站，毁坏室内的正常供水系统。
9月25日，德军开始向华沙外围的要塞、据点以及重要补给中心发动了炮击。随后，局部的攻击也开始了。为了配合华沙保卫战，华沙西南的波兹南、托斯、罗兹等地共约10个师的波军残部，会合起来对华沙南面的德军进行了反击，使华沙坚持了10余天。9月26日，德国空军开始向华沙城内散发传单，警告该城即将受到轰炸，并要居民投降。因为波军仍继续顽强抵抗，所以在同一天下午，德国空军开始轰炸华沙。9月27日中午，伦德斯特和曼施坦因视察了曼施坦因以前当师长的第18师，它刚刚攻下了华沙防御线上的两个堡垒，突然听到了波军愿意投降的消息。9月28日，波兰守军司令与德军第8军团司令布拉斯柯维兹将军之间签订了降约。
此后，除了少数几支分散的小规模部队仍在波兰的密林丛中进行游击战以外，唯一坚持抵抗的地方就是波罗的海的沿岸了。在9月29日德军发起最后一次地面进攻之前，守卫在海勒半岛的一小块延伸到但泽湾的陆地的波兰驻军就遭受了来自德国陆、海、空三军的打击和轰炸。最后，10月1日，驻守在那里的海军少将接受了德军的投降要求，从半岛撤退。至此，1939年德国对波兰的战争就已经全面结束了。
波兰战役，是法西斯德国“闪电战”在战争中的首次应用。这次战争前后历时一个月，双方均有伤亡。波军死66300人，伤133700人，被德军俘虏69.4万人，被苏军俘虏21.7万人（含投降数），10万人逃至邻国。波兰居民遭到了巨大的牺牲。仅华沙就死近25万人，数万无辜公民受伤。德军死10600人，伤30300人，失踪3400人。
一个拥有3400万人口，100多万军队的国家，就这样在短短的一个多月的时间里灭亡了。这是为什么呢？
第一，波军在装备现代化方面远远落后于德国。“二战”结束后，古德里安在其回忆录中这样描述道：“到9月3日，我们对敌人已经形成了合围之势——当前的敌军都被包围在希维兹以北和格劳顿兹以西的森林地区里面。波兰的骑兵，因为不懂得坦克的性能，结果遭到了极大损失。有一个波兰炮兵团正向维斯托拉方向行动，途中为我们的坦克所追上，全部被歼灭，只有两门炮有过发射的机会。波兰的步兵也死伤惨重。他们一部分工兵部队在撤退中被捕，其余全被歼灭。”当时，根本就不了解坦克的性能，以为坦克的装甲不过是些用锡板做成的伪装物，是用来吓唬人的。于是波兰骑兵蜂拥而上，用他们手中的马刀和长矛向德军的坦克发起猛攻。由此可见波军的装备是多么落后。这是战争失败的一个重要原因。
第二，波军有些轻敌，自负。他们为了向勉强结成同盟的国家证明，他们不想对强邻挑衅，从而不顾德军加紧战备，迟迟不完成自己的动员工作，直至失去最后的时机，自己把战争主动权送给了德国。
第三，波军不重视防御。波兰的将领们一向鄙视防御，所以不肯花气力去构筑工事，他们宁愿依赖反击，因此尽管缺乏机械，但他们仍然深信自己的军队能够有效地执行反攻任务。
第四，波兰过于相信英法。英、法两国与波兰订有盟约，并对波兰的独立一再作过保证，但是却未进行任何援助。可以说，波兰成为了帝国主义大国争霸的牺牲品。
可以毫不夸张地说，他们（波兰首相）的思想落后了80年。
——英国军事理论家利德·哈特
波兰再一次遭到了两个大国的侵略。这两个大国同其他大国一起奴役波兰达150年之久，但却不能摧毁波兰民族的精神。华沙的英勇抵抗，表明波兰的灵魂是不可毁灭的。
——英国首相丘吉尔
波兰战役对于我的装甲部队而言，是第一次火的洗礼。
——德国“装甲兵之父”古德里安