德军的推进仍然势不可挡。到9月8日，德国第4装甲师已经推进了近241公里，平均每天29公里以上。与此同时，波兰人也在积极准备守卫华沙。次日，德军企图迅速拿下华沙的第一次进攻被波兰人击退。随后，波兰人在布楚拉地区展开了英勇的反击，标志着这场战役中规模最大的一次战斗的开始。

包围

至此，所有波兰军队正在逐步陷入德军不断收紧的包围圈中。9月10日，德国空军开始对华沙发动猛烈袭击，波兰政府下令向东南方向进行全面军事撤退。9月15日，德国向华沙发出最后通牒――要么投降，要么被消灭。华沙守军，在10万名居民的支持下，选择了继续战斗。

9月17日，德国南方和北方集团军群在弗沃达瓦会合，完成了德国双钳合围计划中的外包围圈。在这种双重包围之下，波军只有一小部分有逃脱的希望，而就在当天，这一点点希望也破灭了。然而，处在德军包围和攻击之下的波兰人又收到了另一个致命性的消息，苏军站在德国一边卷入了战争。

苏德在8月秘密签订的条约中提出了瓜分波兰的计划。当德国在东部的进攻使波兰人毫无还手之力时，苏联红军从无路可行的普里皮亚特河沼泽地南北两侧开进了波兰，途中几乎没有遇到任何抵抗。波兰政府在5次易地之后最终逃到了罗马尼亚。9月19日，在布楚拉地区被包围的波兰军队最终被击败，10万余人被俘。两天后，德国对华沙发起大规模轰炸。次日，苏联占领利沃夫，并与德军在布列斯特―利陶夫斯克举行了联合胜利阅兵活动。9月25日，德军再次向守卫华沙的军民发出最后通牒，并派出400余架轰炸机对华沙进行轰炸。波兰人的抵抗开始变弱，9月26日，德军向华沙发起了地面进攻。在一天之内，德军就控制了华沙的远郊地区。波兰指挥官看到大势已去，最终向德军投降。第二天，即9月28日，双方宣布停火。

第一次胜利

战利品总是属于胜利者。9月29日，苏德瓜分波兰的协议立即开始生效，双方还签订了《边界友好条约》。波兰作为一个国家不复存在。

作为胜利的象征，希特勒于10月5日飞抵华沙并在胜利阅兵式上接受了敬礼。次日，华沙东南的8 000人部队投降，至此，波兰有组织的抵抗宣告结束，波兰彻底战败。尽管波兰士兵勇猛异常，波兰军队最终还是被更为精干的军事机器所压服。波兰防御的致命弱点就是缺乏装甲机动部队。战争开始时，波兰30个步兵师中只有13个骑兵旅，其中只有两个为摩托化部队，其他11个仍然使用马匹作战。

德军的闪电战是一种新型的作战方法，它将先进的火力和机动作战理论与最先进的空中和地面武器有机地结合在了一起。速度是德军成功的主要因素，当然，还有准确的情报。德军总能准确地发现波军防御的弱点所在，其快速机动的装甲和机械化步兵利用这些弱点，向着预定的目标推进，而不必顾忌侧翼的安全。他们依靠突破的速度来瓦解波军可能的反击，而将巩固战果的任务留给徒步行军的步兵。

约瑟夫?戈培尔指挥下的宣传机构的摄影师们清楚地记录下了德军的这一胜利，他们的作品不久就在全球各大电影院播出。这些影片大大增强了闪电战的神秘性，使德国的敌人更加恐惧。奇怪的是，这一新战术并未引起众多西方军事专家的足够重视，他们错误地将德军的重大胜利归因于波兰军队的无能。

对希特勒而言，波兰战役是一次赌博，而最终他赢得了这场豪赌。德军大部分部队都投入到了波兰行动中，在西线，面对占有压倒性优势的法国陆军的70个师和小部分英国远征军，仅象征性地部署了少量掩护部队。尽管这种危险显而易见，但希特勒准确地预测到了如果他入侵波兰，盟国不会采取任何行动。一旦在10月初攻下波兰，希特勒就可腾出手来将注意力转向西线的战役。然而，东欧的战斗远没有结束，虽然德国没有直接卷入，但1939～1940年的冬季战争也是德军入侵波兰胜利而导致的直接后果。