Бои за Варшаву начались 8 сентября. Около 17:00 передовой отряд 4-й танковой дивизии ворвался с юго-востока в город. Танки двинулись по Груецкому шоссе и атаковали оборонительный район «Охота». Здесь они неожиданно встретили активное сопротивление, в результате которого четыре танка оказались подбитыми. Два из них уничтожили отряды добровольцев. На следующий день в 7:45 30 танков 4-й танковой дивизии при поддержке артиллерии вновь атаковали тот же район польской обороны. Несколько танков, которым удалось проникнуть на улицы предместья, попали в ловушки, вырытые жителями города накануне. Облитые бензином, они были сожжены вместе с экипажами. Ещё два германских лёгких танка подверглись нападению вышедшей из домов толпы. Очевидцы свидетельствуют, что, несмотря на яростный огонь, который вели экипажи из пулемётов, танки были буквально погребены под массой напавших на них горожан. Варшавяне в буквальном смысле разбили вражеские машины и убили немецких танкистов ударами ножей и дубин. Ещё две немецкие танковые атаки 9 сентября и попытки прорваться в город 10-го и в ночь на 11-е также закончились неудачей.
Оценив прочность обороны города и сложность ситуации в районе г. Кутно, командующий группой армий «Юг» отказался от дальнейших попыток взять Варшаву сходу. Для осады Варшавы 4-я танковая дивизия 10-й армии была 12 сентября сменена 31-й пехотной дивизией.
Что касается ситуации у Кутно, то к 8 сентября здесь сосредоточилась группировка польских войск в составе восьми пехотных дивизий и двух кавалерийских бригад из армий «Познань» и «Поможе». 9 сентября специально созданная группа в составе трёх пехотных дивизий и тяжёлого артполка из района Кутно нанесла внезапный контрудар по открытому флангу 8-й немецкой армии. В этих боях принимали участие 62-й и 71-й бронедивизионы и 31-я и 71-я роты разведывательных танков. Действия этих немногочисленных бронетанковых подразделений сводились только к поддержке пехоты. Никаких самостоятельных задач они не решали, да и не могли решать. Несмотря на первоначальный успех польского контрудара, именуемого в польских источниках «битва над Бзурой», он не мог оказать решающего влияния на исход сражения в центральной Польше. Немецкое командование, не испытывая затруднений на других участках фронта, подтянуло резервы и нанесло концентрические удары по польской группировке. Численное и техническое превосходство немцев было подавляющим. Их самолёты непрерывно бомбили и обстреливали на бреющем полёте польские позиции и районы сосредоточения войск. Пылали леса и деревни. Мужество польских солдат в бою поражало немцев, приводило их в замешательство. Польская кавалерия, вооружённая пиками и саблями, неоднократно бросалась в отчаянные атаки, а пехота с песнями шла вперёд и попадала под удары артиллерии и авиации. Польская группировка пробилась в Кампиносские леса восточнее Варшавы, но здесь была полностью окружена и расчленена. Лишь незначительная её часть прорвалась в Варшаву и Модлин. К 18 сентября немцы захватили около 100 тыс. пленных.
Немецкие солдаты возле польского танка 7ТР, брошенного на обочине дороги (вверху). Этот же танк крупным планом (внизу). Польша, сентябрь 1939 года.
Несмотря на ожесточённое сопротивление, участь Польши была решена. 15 сентября немецкие войска захватили Брест и Люблин. На следующий день соединения 3-й армии, наступавшие с севера, в районе Влодавы соединились с войсками 10-й армии. Сомкнулось кольцо окружения польских сил восточнее Варшавы. Немецкие войска вышли на линию Львов, Владимир-Волынский, Брест, Белосток.
Последним относительно успешным эпизодом действий польских танковых сил стало их участие в «сражении» у г. Томашув-Любельски. Оказавшиеся здесь в котле польские части были реорганизованы в так называемую оперативную группу генерала Пискора. В неё вошла и Варшавская броневая моторизованная бригада, вобравшая в себя остатки польских бронечастей: 1-го батальона лёгких танков, 11-го и 33-го бронедивизионов, 11-й, 61-й и 62-й отдельных рот лёгких танков. Генерал Пискор видел выход в прорыве на Львов, но для этого было необходимо захватить Томашув-Любельски. 17 сентября был сформирован танковый отряд прорыва, в котором насчитывалось 22 танка 7ТР, несколько бронеавтомобилей и 15 танкеток. Пехотную поддержку обеспечивал личный состав 1-го полка конных стрелков. На следующий день отряд атаковал немецкие войска и, потеряв только один танк, занял село Пасеки и двинулся на Томашув. Отбросив контратаковавшие немецкие лёгкие танки, поляки достигли предместий города, а танкетки 33-го дивизиона ворвались на его улицы. Тут, однако, ситуация изменилась: польские боевые машины оторвались от своей пехоты и были контратакованы танками 2-й немецкой танковой дивизии. Полякам пришлось отойти. В этом бою польские танкисты сумели подбить 10 немецких танков, четыре броневика, восемь грузовиков и пять противотанковых пушек. Собственные потери поляков составили восемь боевых машин.