Боевую деятельность бригада начала 1 сентября в 6. 45 утра, когда с аэродрома Понятув поднялись на перехват 52 польских истребителя. Около 7 утра они атаковали группу немецких бомбардировщиков Не-111Р, летевших под прикрытием Bf-110. Во время получасового боя был поврежден и разбился Р. IIс подпоручика Полушиньского. С немецкой стороны был ранен командир истребителей сопровождения майор Грабманн.
В полдень бригада провела еще один бой с немецкими бомбардировщиками и эскортирующими их Bf-109. В этом бою летчики 113-й эскадрильи подпоручик Ян Боровский и подхорунжий Ержи Радомский сбили по одному "сто девятому" Еще два Bf-109 уничтожили летчики 111-й эскадрильи: комэск капитан Густав Сидорович сбил "Мессершмитт" над Варшавой, однако и сам он был сбит, подполковник Леопольд Памула таранил Bf-109 и выпрыгнул с парашютом. Большие потери 1 сентября понесла 123-я эскадрилья, вооруженная 10-ю истребителями Р. 7а, в бою с вышеупомянутым дивизионом Bf-110 майора Грабманна. Первым был сбит и погиб командир эскадрильи капитан Мечислав Ольшевский, затем уничтожены еще три Р. 7а и два совершили вынужденную посадку. Немецкий дивизион потерь не имел.
3 сентября утром поручик Войцех Янушевич уничтожил Bf-110, а после полудня его успех повторил Станислав Карубин. Польские летчики не робели перед именитым противником. Так, 5 сентября подпоручик Виктор Стжембош из 112-й эскадрильи сбил Bf-110, который пилотировал ветеран "Легиона Кондор" майор Хаммес. Другой ветеран "Кондора" – лейтенант Берентс, также летавший на Bf-110, был сбит поручиком Арсеном Цебжиньским.
За первые шесть дней войны истребительная бригада сбила 38 бомбардировщиков противника. Одной из основных задач бригады являлась противовоздушная оборона Варшавы. Благодаря разветвленной сети передовых постов наблюдения, оповещавших о приближении немецких бомбардировщиков, истребители успешно атаковали фашистские самолеты на расстоянии в несколько десятков километров от Варшавы. После потери сети наблюдателей старт на перехват противника наступал с опозданием, что при малой скорости польских истребителей часто делало невозможным преследование бомбардировщиков. Передислоцирование бригады 7 сентября на любельские аэродромы практически завершило период ее успешной деятельности.
Армейская истребительная авиация Польши воевала в основном в районе Лодзи. В нее входило 5 дивизионов (по две эскадрильи в каждом), подчинявшихся пяти армиям: "Краков", "Познань", "Поможе", "Лодзь", "Модлин" и самостоятельной оперативной группе "Нарев" Основой тактики армейских истребителей были засады на маршрутах бомбардировщиков Luftwaffe/ Так, 4 сентября двенадцать P. llc III/4 дивизиона армии "Поможе" атаковали группу из 24 бомбардировщиков, летевших под прикрытием 15 Bf-109 и Bf-110. В этом бою было уничтожено 5 немецких бомбардировщиков и по одному истребителю с каждой стороны.
Самыми активными противниками польских эскадрилий на этом участке фронта были Bf-110 дивизиона I/ZG76 4-го флота Luftwaffe. На второй день войны этот дивизион прикрывал бомбовые налеты на цели в районе Лодзи и Дэмблина и вступил в бой с III/6 истребительным дивизионом армии "Лодзь". В завязавшейся воздушной битве с участием 30 самолетов с обеих сторон поляки потеряли две машины плюс одну при вынужденной посадке и сбили два истребителя противника. Значительные потери III/6 дивизион понес 4 сентября от эскадрильи Bf-109D I/ZG2 дивизиона. По немецким данным, в тот день противник потерял на земле и в воздухе И самолетов.
Активные действия армейских истребителей продолжались только первую неделю войны. В период с 7 по 17 сентября большинство эскадрилий перебазировалось в окрестности Люблина и Луцка. Количество боевых вылетов резко сократилось. Единственным боевым формированием истребительной авиации Польши, воевавшим вплоть до начала эвакуации, была 132-я эскадрилья III/3 истребительного дивизиона армии "Познань".
За весь период боевых действий польская истребительная авиация, имевшая 164 машины, сбила 126 немецких самолетов (в иных источниках указывается 131 сбитый самолет). При этом в воздушных боях и от огня ПВО потеряно 53 истребителя. Таким образом, несмотря на устаревшую технику, польские пилоты оказались отличными бойцами с высоким уровнем летного мастерства. Много польских истребителей погибло на аэродромах и при вынужденных посадках. Общие потери составили 72% от первоначального состава.