Бои за Варшаву начались 8 сентября, когда части немецкой 4-й танковой дивизии 10-й армии около 17 часов ворвались в южную часть города. Но польские войска отразили эту атаку, уничтожив несколько вражеских танков. Неудачей окончились и попытки германских моторизованных авангардов взять город 9 и 10 сентября. Осознав, что Варшава – крепкий орешек, германское командование перешло к полноценной осаде польской столицы, заменив 12 сентября 4-ю танковую дивизию 31-й пехотной дивизией.

8 сентября была создана польская армия «Варшава» во главе с генералом Юлиушем Руммелем. А 10 сентября Варшава была объявлена самостоятельным районом обороны.

14 сентября 3-я германская армия замкнула кольцо вокруг Варшавы. 15 сентября немцы предъявили полякам 12-часовой ультиматум о сдаче города. В случае непринятия ультиматума гражданское население получало 12 часов на то, чтобы уйти из города по шоссе на Седлец и на Гарволин. По прошествии этого времени, говорилось в обращении, «весь район Варшавы станет военной областью со всеми вытекающими последствиями». Но поляки отказались принять германского парламентера.

16 сентября по городу было выпущено более 5 тыс. снарядов. Районы Старого Мяста и Дворцовой площади подверглись ожесточенной бомбардировке с воздуха. В последующие дни артиллерия разрушала все новые и новые районы польской столицы. Прекратилась подача воды и газа.

17 сентября польское командование обратилось к немцам с просьбой разрешить эвакуировать из города мирное население, поскольку отведенных на это 12 часов было явно недостаточно, но немцы отказались это сделать, настаивая на капитуляции.

На 17 сентября гарнизон Варшавы насчитывал 17 825 человек. У них имелось 3670 лошадей, 10 475 винтовок, 475 пулеметов, 34 противотанковых пушки и 30 75-мм и 105-мм полевых орудий, а также 36 зенитных орудий и 33 танка.

19 сентября командующий 8-й немецкой армией генерал пехоты Йоханнес Бласковиц отдал приказ о генеральном штурме, артиллерийская и авиационная подготовка которого началась 22 сентября. 20 сентября город бомбили 650 самолетов, а 25 сентября – 1150 самолетов, сбросивших 5818 тонн бомб. В результате были полностью выведены из строя электростанции и телефонная сеть, замолкло радио.

19 сентября 14-й полк уланов прорвал кольцо окружения и стал первым подразделением армии «Познань», добравшимся до Варшавы. Всего в Варшаву прорвалось около 30 тыс. солдат из армии «Познань».

26 сентября начался штурм. На западном участке обороны он был отбит подразделениями 40-го и 41-го польских пехотных полков. Наиболее ожесточенные бои шли в Черняхове и Жолибоже. Войска германского 13-го армейского корпуса прорвали обе линии внешних укреплений, а части 11-го корпуса заняли первую линию фортов. В 18.00 26 сентября польское командование вновь обратилось с просьбой о предоставлении 24-часового перемирия для вывода из города гражданского населения. Эта просьба была отклонена немцами, потребовавшими капитуляции.

В 13.15 28 сентября, исчерпав все силы для обороны города, польское командование подписало акт о капитуляции. В ходе обороны Варшавы, согласно польским данным, погибло около 5 тыс. польских военнослужащих, а около 16 тыс. были ранены. Среди гражданского населения, согласно польским оценкам, возможно, преувеличенным, около 25 тыс. человек были убиты и около 50 тыс. – ранены. В плен попали 5031 офицер и 97 425 унтер-офицеров и рядовых. До 20 % зданий города оказались разрушенными или поврежденными, в том числе национальная святыня – Королевский замок. Достоверных данных о немецких потерях во время осады Варшавы нет.

2 октября в Варшаве в присутствии Гитлера состоялся парад победы вермахта.

Второй раз Варшава выполняла роль крепости с начала августа по начала октября 1944 года, когда большую часть города удерживала Армия Крайова, подчинявшаяся польскому правительству в изгнании. Армия Крайова в Варшаве, как ранее в Вильнюсе и во Львове, проводила операцию «Буря», в ходе которой стремилась занять польские города при приближении к ним Красной Армии, выбив оттуда немецкие гарнизоны, чтобы восстановить власть польского правительства в изгнании, базировавшееся в Лондоне. При этом в конфликты с Красной Армией разрешалось вступать только в порядке самообороны – в случае нападения советских войск на отряды АК. В реальности данный план был утопией. Москва разорвала дипломатические отношения еще в апреле 1943 года, после открытия немцами захоронений расстрелянных польских офицеров. Никакого сотрудничества с АК Сталин организовывать не собирался. Командующие советскими фронтами, вступившие на территорию Польши, получили инструкции разоружать отряды Армии Крайовой, если необходимо – с применением силы. Правительство Англии не поддерживало проведение операции «Буря», считая это собственной инициативой польского правительства и не собираясь давить на Сталина в вопросе сотрудничества АК и признания юрисдикции польского правительства в изгнании во главе с лидером Крестьянской партии Станиславом Миколайчиком.

27 июля 1944 года главнокомандующий АК генерал Тадеуш Бур-Комаровский доносил в Лондон: «25 июля Советы начали разоружать подразделения 27-й пехотной дивизии, которая до прихода советских частей овладела районом Коцк – Любартов.

Этот факт, а также враждебное отношение к нашим силам в районе Вильно отчетливо показывают, что Советы хотят уничтожить АК как организованную силу, им не подчиненную.

Необходимо срочно информировать англичан, обратив их внимание на то, что такая советская позиция должна вызвать решительное противодействие с нашей стороны. Это вынудит нас к самообороне». Но Черчилль никакого реального противодействия Сталину в польском вопросе оказывать не собирался.

Тем временем войска 1-го Белорусского фронта под командованием маршала К. К. Рокоссовского подходили к Варшаве, рассчитывая взять польскую столицу за несколько дней. Но неожиданно наткнулись на ожесточенное сопротивление переброшенных к Варшаве эсэсовских танковых дивизий.

30 июля 1944 года произошло большое танковое сражение под Варшавой. Советский 3-й танковый корпус занял Воломин и Радзымин, угрожая стыку немецких 9-й и 2-й армий. Два советских танка ворвались в пражский район Таргувек, но были подбиты, и их экипажи укрылись у местных жителей.

В тот же день советские танки вышли в район Медзешин и заняли Зежень всего в 5 км юго-юго-восточнее Праги. 31 июля 8-й гвардейский танковый корпус взял Окунев и Миньск-Мазовецки. 16-й танковый корпус 2-й танковой армии занял варшавский пригород Вянзовню и вышел на люблинское шоссе. 8-й гвардейский танковый корпус перерезал шоссе около ведущей к Варшаве железной дороги. Но тут немцы нанесли контрудар 73-й пехотной дивизией и танковой дивизией «Герман Геринг». Командующий 9-й армией генерал танковых войск Николаус фон Форман бросил в бой IV танковый корпус СС, которому удалось отбить Седлец. 31 июля генерал-фельдмаршал Вальтер Модель, командующий группой армий «Центр», повторяя приказ Гитлера, запретил всякий отход на Варшавском направлении.

Командование 2-й танковой армии запросило у Рокоссовского подкреплений, полагая, что больше у немцев резервов нет, а дорога на Варшаву практически открыта. Рокоссовский подкреплений не дал и предпочел вывести потрепанную танковую армию из боя. На Прагу была перенацелена 47-я армия, наступавшая от Седлеца.

До 6 августа танкистам 2-й танковой армии пришлось отражать немецкий контрудар.

Стало ясно, что советское наступление выдохлось. К 31 июля советская 2 танковая армия, насчитывавшая 18 июля, к началу люблинско-варшавской операции, 810 танков и САУ, безвозвратно потеряла 130 машин, 582 человека убитыми и 1581 ранеными. 23 июля в Люблине был тяжело ранен ее командующий генерал-лейтенант С. И. Богданов. Он ехал на бронетранспортере за своими танками по северной окраине города, и пуля немецкого снайпера раздробила ему плечевую кость. В командование вступил начальник штаба армии генерал А. И. Радзиевский.

Строго говоря, потери были большие, но не катастрофические, и армия пока еще сохраняла боеспособность и получала некоторое пополнение бронетехникой. Всего до конца сражения за Варшаву 2-я танковая армия безвозвратно потеряла 989 танков и САУ, т. е. больше, чем насчитывала к началу сражения.