Аднак становішча польскіх войскаў пагоршылася не толькі на беларускім, але і на ўкраінскім напрамку, дзе зноў перайшоў у наступленне Паўднёва-Заходні фронт пад камандаваннем Аляксандра Ягорава.
У гэты час Міхаіл Тухачэўскі ўжо рыхтаваўся да штурму Варшавы. Яго план прадугледжваў фарсіраванне Віслы ў ніжняй плыні і атаку на Варшаву з захаду. Адна група савецкіх войскаў рушыла на варшаўскую Прагу, другая — на Яблонну і Няпорэнт. Польскія сілы адышлі на другую лінію абароны.
І гэта быў час ісціны для палякаў. Перад імі стаяў выбар — ці менш чым праз тры гады пасля атрымання доўгачаканай, выпакутаванай незалежнасці зноў ператварыцца ў прыдатак расійскай дзяржавы, але ўжо бальшавіцкай, ці са зброяй у руках біцца за свабоду. «Гэй, палякі — на багнеты!», — заклікалі тагачасныя плакаты са сцен дамоў і плотаў.
Польшча рыхтавала контрудар, які б мог і сарвацца, калі б не вечная падазронасць камісараў. Да іх у рукі патрапіў загад аб контрудары пад Вепшам з падрабязнай мапай, але чырвоныя камандзіры палічылі знойдзены дакумент дэзінфармацыяй, мэтай якой быў зрыў наступлення Чырвонай арміі на Варшаву. У той жа дзень польская контрразведка перахапіла загад па 16-й арміі аб наступленні на Варшаву 14 жніўня. Каб апярэдзіць чырвоных, па загадзе Юзэфа Галера 5-я армія Владыслава Сікорскага, якая абараняла Модлін, з раёна ракі Вкра ўдарыла па расцягнутым фронце Тухачэўскага на сутыку 3-й і 15-й армій і прарвала яго. Уночы на 15 жніўня дзве рэзервовыя польскія дывізіі з тылу ў штыкі атакавалі савецкія войскі пад Радзімінам. Атака завяршылася разгромам чырвоных частак і ўзяццем горада.
16 жніўня Пілсудскі ўзначаліў новы конртудар па Чырвонай арміі. Яго войска з 47 500 жаўнераў ударыла па Мазырскай групе, якая па колькасці ўдвая саступала польскай. Атака Пілсудскага прарвала фронт, палякі разграмілі паўднёвае крыло 16-й арміі Мікалая Салагуба. Адначасова ішло наступленне на Уладаву сіламі 3-й пяхотнай дывізіі Легіёна, а таксама пры танкавай падтрымцы — на Мінск-Мазавецкі.
Такім чынам, існавала пагроза атачэння ўсіх злучэнняў Чырвонай арміі пад Варшавай. Войскі Заходняга фронта хаатычна адступалі.
19 жніўня палякі занялі Брэст, 23 — Беласток. Напрыканцы жніўня праз Сокаль 1-я Конная армія ўдарыла ў накірунку Замосця і Грубяшова, каб потым праз Люблін выйсці ў тыл да польскай ударнай групоўкі, якая рушыла на поўнач. Але палякі высунулі насустрач Коннай арміі рэзервы Генштаба. 31 жніўня 1920 года пад Камаровам адбылася самая буйная пасля 1813 года конная бітва. 1-я Конная армія Будзёнага ўступіла ў бой з 1-й польскай дывізіяй кавалерыі Румеля. Пачалася жорсткая бойка. Нягледзячы на значную колькасную перавагу (7000 шабляў Будзёнага супраць 2000 шабляў Румеля), савецкія злучэнні пацярпелі поўную паразу, страціўшы забітытмі 4000 чалавек — больш за палову асабістага складу. Страты Румеля склалі толькі каля 500 чалавек.
Армія Будзёнага, а за ёй і войскі Паўднёва-Заходняга фронту, у тлуме адступілі, пакінулі Львоў і перайшлі да абароны.
Вайна скончылася паразай бальшавікоў. Іх армія страціла загінулымі 25 000 чырвонаармейцаў, а 60 000 (!) патрапіла ў палон. Яшчэ 40 000 былі інтэрніраваны немцамі. Некалькі тысяч чалавек лічыліся зніклымі без вестак. Агульная колькасць страт, такім чынам, склала 125 000 чалавек.
Польскія страты ацэньваюцца ў 15 000 забітых і зніклых без вестак і 22 000 параненых.
Пасля адступлення з Польшчы Тухачэўскі замацаваўся на лініі рэк Нёман — Шчара — Свіслач, выкарыстаўшы пры гэтым у якасці другога рубяжа абароны германскія ўмацаванні, што засталіся з Першай сусветнай. Заходні фронт атрымаў вялікую падмогу з тылавых раёнаў, а таксама ў яго склад вярнуліся 30 000 чалавек, якія былі інтэрніраваны з Усходняй Прусіі. Паступова Тухачэўскі амаль цалкам змог аднавіць баявы склад фронта: на 1 верасня 1920 года ён меў 73 000 байцоў і 220 гармат. Па загадзе Каменева ён рыхтаваў новае наступленне.
Да актыўных баявых дзеянняў рыхтаваліся і палякі. Меркавалася праз атаку на Гродна і Ваўкавыск звязаць асноўныя сілы Чырвонай арміі і даць магчымасць 2-й арміі праз тэрыторыю Беларусі выйсці ў глыбокі тыл перадавых частак бальшавікоў, якія трымалі абарону на Нёмане.
12 верасня Тухачэўскі аддаў загад аб наступленні паўднёвага фланга Заходняга фронта, які ўключаў 4-ю і 120-ю армію, на Владаву і Брэст. З прычыны таго, што загад быў перахоплены і расшыфраваны польскай разведкай, у той жа дзень палякі нанеслі прэвентыўны ўдар, прарвалі абарону 12-й арміі і ўзялі Ковель. Гэта сарвала агульнае наступленне войскаў РКЧА, паставіла паўднёвую групоўку Заходняга фронта пад пагрозу атачэння і вымусіла 4-ю, 12-ю і 14-ю арміі адступіць на ўсход.
20 верасня 1920 года пачалася крывавая бітва за Гродна. Спачатку поспех спадарожнічаў палякам, яны адціскалі чырвоных, але 22 верасня войскі Тухачэўскага падцягнулі рэзервы і аднавілі сваё першапачатковае становішча. Тым часам польскія войскі ўварваліся ў Паўночна-Заходнюю Беларусь і рушылі на Друскенікі (сучасны Друскенінкай, Літва). Захапіўшы мост праз Нёман, палякі выйшлі да фланга Заходняга фронта. 25 верасня, не маючы магчымасці спыніць іх наступ, Тухачэўскі аддае загад аб адыходзе войск на ўсход. У ноч на 26 верасня палякі занялі Гродна, а ў хуткім часе фарсіравалі Нёман на поўдзень ад горада. Адступаючы на ўсход, армія Лазарэвіча не здолела аднавіць фронт і з вялікімі стратамі адышла ў раён Ліды.
28 верасня савецкія войскі арганізавалі спробу захапіць заняты ворагам горад, але марна. Пры гэтым большая частка асабовага складу патрапіла ў палон. 12 кастрычніка палякі зноў пайшлі на Мінск і Маладзечна.
Пілсудскі прапанаваў развіць поспех, атачыць і знішчыць рэшту войскаў Заходняга фронта ля Навагрудка. Але аслабленыя ў баях польскія часткі не здолелі выканаць загад, і войскі РКЧА замацаваліся і занялі абарончыя пазіцыі.
Падчас Нёманскай бітвы палякі захапілі 40 000 палонных, 140 гармат, вялікую колькасць коней і рыштунку. Баявыя дзеянні ў Беларусі працягваліся ажно да да падпісання мірнага дагавору ў Рызе.
Падчас вайны войскі з абодвух бакоў каралі смерцю грамадзянскае насельніцтва па ўсёй Беларусі і Украіне, і пры гэтым польскія войскі здзяйснялі этнічныя чысткі, аб’ектам якіх найчасцей былі яўрэі. Як кіраўніцтва РКЧА, так і камандаванне Войска Польскага ініцыявала службовыя доследы з нагоды падобных акцый і імкнулася іх прадухіліць.
Першым задакументаваным выпадкам ужывання зброі супраць нонкамбатантаў у гэтай вайне стаў расстрэл Расійскага Чырвонага Крыжа 2 студзеня 1919 года, які, верагодней за ўсё, здзейснілі атрады Самаабароны, бо рэгулярная армія на той момант яшчэ не пакінула межаў Польшчы. У сакавіку 1919 года пасля заняцця Пінска польскі камендант загадаў расстраляць 40 яўрэяў, якія сабраліся на малітву — іх прынялі за сход бальшавікоў. Падаецца, іх невыпадкова пераблыталі з прыхільнікамі камуністычнай партыі, бо асноўная частка бальшавікоў і камісараў на самой справе паходзіла з іудзеяў. Была расстраляна і частка персаналу шпіталя. У красавіку таго ж года захоп Вільні суправаджаўся масавымі расправамі над палоннымі чырвонаармейцамі, яўрэямі і людзьмі, якія спачувалі савецкай уладзе.
Значна горш справы з тэрорам і нацыянальнымі чысткамі былі на Украіне. Так, 24 сакавіка 1920 года атрад атамана Куроўскага, пятлюраўца, былога чырвонага камандзіра, учыніў бойню яўрэяў у Татыеве.
Польскі ваенны пракурор палкоўнік Лісоўскі, які расследваў скаргі на дзеянні ўкраінскай дывізіі Балаховіча, пісаў у той час наступнае:
Армія Балаховіча ўяўляе з сябе армію разбойнікаў, якая перапраўляе нарабаванае золата. Каб заняць які-небудзь горад, дасылаецца армія, салдаты якой рабуюць і забіваюць. І толькі пасля шматлікіх пагромаў праз два дні прыязджае Балаховіч са сваім штабам. Пасля рабаўніцтва пачынаюцца п’янкі. …Што тычыцца Балаховіча, ён дазваляе рабаваць, інакш яны б адмовіліся прасоўвацца наперад… кожны афіцэр, які ўступае ў армію Балаховіча, палівае сябе брудам, які нічым не змыць…
Дослед Лісоўскага пацвердзіў, у прыватнасці, што толькі ў беларускім Тураве балахоўцамі было згвалтавана 70 яўрэйскіх непаўнагадовых дзяўчын. А жыхар Мазыра А. Найдзіч так апісваў падзеі ў горадзе пасля ўзяцця яго балахоўцамі: