No mesmo dia, o tropas alemãs atravessaram as fronteiras polonesas em um ataque maciço orquestrado por três lados, sobrepujando o exército polonês. Os alemães tinham uma vantagem numérica, estratégica e também tecnológica. Para tornar a situação ainda mais desesperadora para os poloneses, a União Soviética também invadiu o país no dia 17 de setembro, ocupando o lado oriental, como havia sido previamente combinado no Pacto Alemão-Soviético. As últimas unidades polonesas se renderam no dia 6 de outubro. Cerca de 70 mil soldados poloneses morreram combatendo contra os alemães e mais cerca de 50 mil contra os soviéticos - em comparação com 11 mil baixas alemãs.
A anexação da Polônia foi recebida com entusiasmo na Alemanha, especialmente por conta dos alemães étnicos que viviam na Polônia e que haviam se tornado parte do Reich novamente. Para justificar a invasão, o Ministério da Propaganda divulgou amplamente casos de violência anti-alemã cometidos por poloneses, como mortes e detenções. Em uma ironia sinistra, a invasão se justificaria para proteger a população alemã de uma ameaça de genocídio.