W pierwszym tygodniu walk Niemcy stopniowo posuwali się naprzód w kierunku Warszawy, omijając stacjonującą w Wielkopolsce Armię Poznań. Dowodzone przez generała Kutrzebę oddziały stały prawie, że bezczynnie. Niektórzy historycy uważają, że mogły one wykonać silne uderzenie w kierunku Berlina, oddalonego od polskich pozycji o zaledwie 170 km.
Według dostępnych informacji, przed polskimi oddziałami nie znajdowały się żadne większe jednostki niemieckie. Z drugiej strony, pozbawiona osłony na flankach Armia Poznań byłaby łatwym łupem dla szybkich niemieckich dywizji pancernych.
W obawie przed odcięciem Armii Poznań i przetrzebionej walkami Armii Pomorze, marszałek Rydz-Śmigły zarządził odwrót w kierunku Wisły. Cofające się oddziały wykonały 9 września nagły kontratak, nie do końca uzgodniony z naczelnym dowództwem. Operację tę nazywa się Bitwą nad Bzurą. Była to największa bitwa jaką stoczyły polskie oddziały podczas Wojny Obronnej.
Przez pierwszych kilka dni polski atak był tak dużym zaskoczeniem dla rozciągniętych i pozbawionych osłony na flankach oddziałów Niemieckich, że zmusił je do spowolnienia natarcia na Warszawę. Niestety brak wsparcia ze strony innych polskich oddziałów i brak innych działań ofensywnych sprawił, że ofensywa załamała się, a w dniach 16-18 września oddziały Armii Poznań i Pomorze w większości zostały rozbite.
17 września na mocy tajnego załącznika do Paktu Ribbentrop-Mołotow, oddziały sowieckie dokonały inwazji na wschodnią Polskę. Atakujący nie napotkali oporu, ponieważ na wschodzie kraju pozostały jedynie oddziały Korpusu Ochrony Pogranicza, nie dysponujące odpowiednim uzbrojeniem.
Pierwsze niemieckie czołgi dotarły do Warszawy 9 września. Mimo odciążenia obrońców przez kontrofensywę nad Bzurą, 23 września rozpoczął się generalny szturm na miasto. Odcięte w mieście oddziały poddały się ostatecznie 28 września. Krótko po pojawieniu się w okolicach miasta pierwszych niemieckich oddziałów, naczelne dowództwo Wojska Polskiego rozpoczęło ewakuację w kierunku południowo-wschodnim z zamiarem przedostania się na Węgry i do Rumunii.
29 września skapitulowała twierdza Modlin a 2 października poddali się obrońcy półwyspu Helskiego. 6 października miała miejsce ostatnia duża bitwa Kampanii Wrześniowej – Bitwa pod Kockiem. W kolejnych dniach ostatnie oddziały Wojska Polskiego poddały się lub, przedostały się na Węgry, do Rumunii lub państw bałtyckich, gdzie zostały internowane.