Às 4:45 da manhã, cerca de 1,5 milhão de tropas alemãs invadem a Polônia ao longo de sua fronteira de 1.750 milhas com território controlado pela Alemanha. Simultaneamente, o alemão Luftwaffe aeródromos poloneses bombardeados e navios de guerra e submarinos alemães atacaram as forças navais polonesas no mar Báltico. O líder nazista Adolf Hitler afirmou que a invasão maciça era uma ação defensiva, mas a Grã-Bretanha e a França não estavam convencidas. Em 3 de setembro, eles declararam guerra à Alemanha, iniciando a Segunda Guerra Mundial.
Para Hitler, a conquista da Polônia traria Lebensraum, ou "espaço vital", para o povo alemão. Segundo seu plano, os alemães "racialmente superiores" colonizariam o território e os eslavos nativos seriam escravizados. A expansão alemã começou em 1938 com a anexação da Áustria e depois continuou com a ocupação da Terra do Sudão e depois de toda a Tchecoslováquia em 1939. Ambas foram realizadas sem acender hostilidades com as principais potências, e Hitler esperava que sua invasão da Polônia fosse igualmente ser tolerado.
Para neutralizar a possibilidade de a URSS vir em auxílio da Polônia, a Alemanha assinou um pacto de não agressão com a União Soviética em 23 de agosto de 1939. Em uma cláusula secreta do acordo, os inimigos ideológicos concordaram em dividir a Polônia entre eles. Hitler deu ordens para que a invasão da Polônia começasse em 26 de agosto, mas em 25 de agosto adiou o ataque quando soube que a Grã-Bretanha havia assinado um novo tratado com a Polônia, prometendo apoio militar caso fosse atacado. Para impedir uma intervenção britânica, Hitler se voltou para propaganda e desinformação, alegando perseguição a falantes de alemão no leste da Polônia. Temendo um ataque iminente, a Polônia começou a convocar suas tropas, mas a Grã-Bretanha e a França convenceram a Polônia a adiar a mobilização geral até 31 de agosto, em um último esforço para dissuadir a Alemanha da guerra.
Logo após o meio dia de 31 de agosto, Hitler ordenou que as hostilidades contra a Polônia começassem às 4h45 da manhã seguinte. Às 20h em 31 de agosto, tropas nazistas de S.S. vestindo uniformes poloneses realizaram uma invasão falsa da Alemanha, danificando várias instalações menores no lado alemão da fronteira. Eles também deixaram para trás um punhado de prisioneiros mortos em uniformes poloneses para servir como mais uma prova da suposta invasão polonesa, divulgada pelos propagandistas nazistas como um ato imperdoável de agressão.
Às 16h45 de 1º de setembro, a invasão começou. Diplomatas e propagandistas nazistas lutaram para impedir hostilidades com as potências ocidentais, mas em 2 de setembro a Grã-Bretanha e a França exigiram que a Alemanha se retirasse em 3 de setembro ou enfrentasse guerra. Às 23h em 3 de setembro, o ultimato britânico expirou e, 15 minutos depois, o primeiro-ministro britânico Neville Chamberlain foi à rádio nacional anunciar solenemente que a Inglaterra estava em guerra com a Alemanha. Austrália, Nova Zelândia e Índia seguiram o exemplo pouco depois. Às 17:00, a França declarou guerra à Alemanha.
Na Polônia, as forças alemãs avançaram a um ritmo vertiginoso. Empregar uma estratégia militar conhecida como blitzkrieg, ou "guerra relâmpago", divisões blindadas esmagaram linhas inimigas e segmentos isolados do inimigo, que foram cercados e capturados pela infantaria alemã motorizada enquanto Panzer tanques correram para a frente para repetir o padrão. Enquanto isso, a sofisticada força aérea alemã LuftwaffeDestruiu a capacidade aérea polonesa, prestou apoio aéreo à blitzkrieg e bombardeou indiscriminadamente cidades polonesas em um esforço para aterrorizar ainda mais o inimigo.
O exército polonês foi capaz de mobilizar um milhão de homens, mas foi irremediavelmente superado em todos os aspectos. Em vez de assumir uma forte posição defensiva, as tropas foram levadas para a frente para enfrentar os alemães e foram sistematicamente capturadas ou aniquiladas. Em 8 de setembro, as forças alemãs haviam chegado aos arredores de Varsóvia, avançando 140 milhas na primeira semana da invasão.
As forças armadas polonesas esperavam aguentar tempo suficiente para que uma ofensiva pudesse ser montada contra a Alemanha no oeste, mas em 17 de setembro as forças soviéticas invadiram a partir do leste e toda a esperança foi perdida. No dia seguinte, o governo e os líderes militares da Polônia fugiram do país. Em 28 de setembro, a guarnição de Varsóvia finalmente se rendeu a um cerco alemão implacável. Nesse dia, a Alemanha e a URSS concluíram um acordo descrevendo suas zonas de ocupação. Pela quarta vez em sua história, a Polônia foi dividida por seus vizinhos mais poderosos.
Apesar da declaração de guerra contra a Alemanha, a Grã-Bretanha e a França fizeram pouco militarmente para ajudar a Polônia. A Grã-Bretanha bombardeou navios de guerra alemães em 4 de setembro, mas Chamberlain resistiu a bombardear a própria Alemanha. Embora os alemães mantivessem apenas 23 divisões no oeste durante sua campanha na Polônia, a França não lançou um ataque em grande escala, embora tenha se mobilizado mais de quatro vezes esse número. Houve ataques modestos da França em sua fronteira com a Alemanha, mas essas ações cessaram com a derrota da Polônia. Durante os sete meses subseqüentes, alguns observadores acusaram a Grã-Bretanha e a França de travar uma "guerra falsa", porque, com exceção de alguns dramáticos confrontos britânico-alemães no mar, nenhuma ação militar importante foi tomada. No entanto, as hostilidades aumentaram exponencialmente em 1940 com a invasão alemã da Noruega em abril e a invasão de maio dos Países Baixos e da França.
Em junho de 1941, Hitler atacou a URSS, rompendo sua não agressão com a União Soviética, e a Alemanha apreendeu toda a Polônia. Durante a ocupação alemã, quase três milhões de judeus poloneses foram mortos nos campos de extermínio nazistas. Os nazistas também perseguiram severamente a maioria eslava, deportando e executando poloneses na tentativa de destruir a intelligentsia e a cultura polonesa. Um grande movimento de resistência polonês efetivamente lutou contra a ocupação com a assistência do governo polonês no exílio. Muitos poloneses exilados também lutaram pela causa aliada. Os soviéticos completaram a libertação da Polônia em 1945 e estabeleceram um governo comunista no país.
