Уже 3 сентября 1939 года военный министр Польши в связи с прорывом немецкой армии у Ченстохова приказал начать подготовку к обороне Варшавы. 5 сентября был отдан приказ оборонять варшавские мосты. Для этого было переброшено пять пехотных батальонов с артиллерией, а также авиационная бригада, но последняя в составе 54 самолетов 6 сентября вместе с частью ПВО Варшавы была направлена в Брест, где создавался новый командный пункт маршала Эдварда Рыдз-Смиглы, верховного главнокомандующего польской армии. Согласно его плану, проводимому в жизнь с начала войны, Варшава и крепость Модлин должны были как можно дольше обороняться после полной оккупации страны неприятелем. Остатки же польской армии должны были держать оборону у границы с Румынией в ожидании генерального наступления англо-французских войск на Западном фронте.
5 сентября в Варшаве началось формирование из добровольцев отрядов Красного Креста, пожарных отрядов и рабочих батальонов. Но часть добровольцев была направлена за Вислу, для пополнения частей в восточных воеводствах.
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».
