1939年9月1日清晨4时40分，战舰“什列斯威-霍斯坦”号开炮轰击但泽附近的波军阵地，打响了希特勒欧洲作战的第一炮，不过这艘1906年即开始服役的老旧战列舰并非这场战役的主要武器。数分钟之后，纳粹国防军推开了边界栅栏，源源不绝地冲入波兰境内。对新成立的装甲师来说，波兰战役是第一场真枪实弹的考验，当波兰陆军的大批步兵和骑兵在仅仅4周之内就沦为德国闪击战的俎上肉时，德军向震惊不已的世界各国展示了装甲部队的速度和攻击威力。当时盟国认为波兰是败在德军为数众多的坦克纵队和数以千计的军机下；但真相却非如此。事实上，装甲师只是德国陆军的利刃，而由40个步兵师组成的大批部队仍得像他们的前辈一样，靠双脚徒步进入战场。

此时的德国陆军离完全摩托化的目标还很远，一共只有6个装甲师、4个轻机械化师和4个摩托化步兵师，再加上2个支援步兵的坦克旅和1个临时拼凑而成的装甲组织（由肯夫将军指挥），而这些部队几乎都没有达到满编状态。两个航空军团下辖约1900架飞机，负责支援这些地面部队。甚至连装甲师本身都没有像德国吹嘘的那么强大，因为三号和四号坦克尚未能开始量产。装甲部队虽号称拥有约3000辆的坦克，但其实主要是由配备两挺机枪的一号坦克和配备20毫米机炮的二号坦克组成，这两型坦克都只不过是轻型的训练用坦克。不过，这些机械化与摩托化师所发挥的实力，却远远超越其实际大小和兵力的编制。波兰陆军管辖30个步兵师、11个士气高昂的骑兵旅和435架型号老旧的战机，但只有2个装甲旅，旗下共有887辆各型车辆，当中大部分是小型坦克。

因此甚至在这场战役展开前，国防军就拥有全面性的数量优势。不过德军真正的优势仍在于其装甲部队的战力、所拥有的航空军团以及德军最高统帅部所采取的简单有效的作战计划。德国在1939年8月间动员了98个师，并集中部队的火力对付波兰。德军计划从三个主要方向入侵波兰：东普鲁士、德波主要边界和斯洛伐克。德军的战略很简单，是由德国传统的包围战得到的灵感，而这又是由施里芬从他对古代军事名将汉尼拔的研究中得出的结果。

由博克上将指挥的北方集团军下辖第3与第4军团，将直接穿越波兰走廊，将东普鲁士与德国本土联结在一起，并将波军防堵于重要港口但泽以外。一旦走廊被迫开放，由古德里安指挥的第19军（由两个装甲师和两个轻装师组成）的坦克将转调至东普鲁士，加入第3军团对华沙的进攻。古德里安强烈主张他的坦克必须与步兵保持距离，否则他们的机动力和速度就无法完全发挥。根据此一计划，古德里安的装甲军将会在这场战役里扮演主要角色。与此同时，由格尔德·冯·伦德施泰特指挥的南方集团军下辖第8、第10与第14军团的大批部队，将从西里西亚出发，突进深入波兰领土，朝华沙和卢布林方向前进，并同时从斯洛伐克发动一波次要攻击。

不过在南方集团军中，坦克将会被分配到各个部队，而非集中火力作战，此一状况反映出众多德军指挥官对装甲部队仍抱持怀疑的态度。这些主要的攻击行动将会集中大批火力猛攻波军防线的狭窄正面，以求迅速突破后包围波军的各主力军团。这些突进行动意图在维斯杜拉河西边以大幅包围的方式困住波军的主力部队，横扫波军的动员地带，并摧毁其防卫攻势；一旦完成包围，德国陆军就等于歼灭了波兰陆军。不过这项计划十分冒险，由于德国陆军集中兵力进攻波兰，此举意味着其余的30个德军师只能以薄弱的兵力镇守西方的防线，但他们面对的法国陆军却多达170个师。然而希特勒信心满满地认为当他忙于波兰的战事时，法国不会在西线发动任何大规模攻势，后来的事态发展证明他是对的。

在此期间，波兰人则陷入了一个危急困境中。由于波兰陆军必须防守长达2815千米的国界，他们的兵力因过度分散的部署而变得薄弱，其7个主力军团部署在靠近边境的地带，以掩护预备队的动员作业并保护至关重要的工业区。一旦动员完成，波兰陆军将展开战斗撤退，退至更易于防守的维斯杜拉河防线。然而，波军总司令部在拟订这些保卫波兰的战略计划时，考虑的并非1939年当下的现况，而是参考1920-1921年的波军经历，这使得他们的假设注定失败。由于波兰陆军旗下各师分散部署，且预备队数量不足，因此面对德军崭新的装甲师时可说是不堪一击，德国陆军能以迅雷不及掩耳的速度追上进行战斗撤退的波军步兵和骑兵编队。波兰即将成为德军闪击战的第一个受害者。

即便如此，德军在第二次世界大战的首次攻击还是花费了不少时间才真正发挥出惊人气势。当德军攻势于1939年9月1日展开时，德军部队间依然弥漫着紧张、焦虑和犹豫不决的气氛。虽然秃鹰兵团在西班牙内战中已获得了宝贵经验，而占领奥地利和捷克斯洛伐克对装甲部队来说也是相当有用的考验，但波兰却是他们首度尝试真正的战斗。在波兰战役的最初几天当中，德军部队的内部状况显示出他们是一支未经考验的部队：他们十分紧张且“神经质”，有时候会受阻于想象中的敌军，甚至于对自己人开火。美伦辛记录了这场战役首日的一个插曲：当一架飞机在一处野战总部上空盘旋时，附近每一个人都对它开火；一名空军联络官虽表明那是一架德军的飞机，试图阻止地面德军开火，却徒劳无功：“一架非常旧的费瑟勒'鹳’式机。当这架飞机降落后，负责对地支援任务的德军空军将领浑身颤抖地走出机舱！”

当众多德军部队开始适应战斗后，他们也遭遇波军的顽强抵抗。第10军团辖下的第4装甲师在9月1日于莫可拉村附近遭遇最为顽强的抵抗，吸取到了宝贵的教训。波军沃利尼安骑兵旅因兵力不足且严重分散，便下马进行防御部署，依靠少量的博福斯37毫米反坦克炮和老式的75毫米野战炮对抗德军坦克。毫无戒心的第4装甲师一头栽进波军的防线中，波军成功击退德军的多次进攻，并使德军损失惨重。不过到了下午，德军出动炮兵痛击波军防线，并结合坦克和步兵发动地面攻击。然而，到当天结束时，波军仍坚守阵地，第4装甲师在兵力和武器数量均不如对手的情况下惨遭挫败，损失了超过30辆坦克和许多其他车辆。古德里安指挥的第3装甲师也因为遭遇波军反坦克炮而损失惨重，而第2摩托化步兵师的攻击则在波军强大的防御前陷入困境。

然而，波兰守军终究无法持续维持第一天的勇猛防守，因此当德军克服最初的紧张情绪后，就开始无情地进攻了。9月2日，德军装甲部队利用波军因防线过于狭长出现的缺口，突破了波军防线，开始包围波军各部队。战役开始时，一名年轻的德军步兵在他的日记里提到：“我以身为一名德国人为荣……长长的坦克队伍似乎没有尽头，在接下来15分钟内，放眼望去都会是坦克、坦克、坦克。”但是德军步兵仍需进行每日最远达65千米的强行军，在波兰夏季的灼热艳阳和飞扬尘土中前进，才能跟得上在他们前方迅速推进的装甲前锋。

9月3日，英国和法国向德国宣战，而当时波兰陆军的大部分部队都已节节败退，德军坦克因此更能向波兰内陆长驱直入，德军突击的速度和力量让波军失去平衡，使得他们后撤和动员预备队的计划严重受阻。而当波军各军团撤退时，德军的装甲部队便随即迎头赶上，因此第4装甲师早在9月7日就已抵达华沙郊区。闪击战粉碎了波军的计划，并使得大部分波兰陆军部队遭受被包围俘虏的厄运。

尽管德军部队包围波兰陆军的行动相当成功，但当中也有问题存在。当南方集团军朝华沙挺进时，军团北侧就面对着波军的波兹南军团；伦德施泰特警告第8军团司令布纳斯克维兹将军警戒他的北侧，但他却依然无视波军部队的威胁。为了遏制如狂潮般涌向华沙的德军部队，并让其他波军军团有时间撤退至维斯杜拉河防线，波兹南军团的9个步兵师和2个骑兵旅在9月9日越过布楚拉河，向已经疲惫不堪的布纳斯克维兹第30与第24步兵师发动猛烈攻击。这场在布楚拉河发动的攻势，成为波军在这场战役中规模最大的单一会战，因为最后共有19个德军步兵师加入战斗。由于德军在毫无准备的状况下遭受突击，波兹南军团得以成功驱逐德军第30步兵师，使他们因伤亡惨重而溃逃。大批援军在布纳斯克维兹的要求下随即抵达，但这些部队却是从进攻华沙的德军部队中抽调而来。

南方集团军不只是防御波军的攻击，更进一步指挥各师至适当地点以包围并摧毁波军部队。第1和第4装甲师火速赶到受威胁的地区，并对波军的东翼展开反击，装甲部队的灵活性和速度再一次得到验证。经过一周的激战后，波军筋疲力尽且陷入重围。四散的波军部队进行战斗撤退，冲出德军包围圈抵达华沙，不过波兹南军团还是有17万名官兵被迫投降。

同一时间，南方集团军的其他部队已设法包围并消灭波军在拉多姆地区的强大部队。到了9月12日，已有6万名波军在这座城市附近被俘，而德军装甲部队也已抵达利沃夫，并在撤退的波军部队面前横渡桑河。在此期间，古德里安第19军进展得十分顺利，证明了他对装甲部队的想法的确有效。在波兰走廊遭遇最初的抵抗后，他的进军有如神助般快速，许多穿越波兰走廊的德军步兵师几乎没有遭遇任何抵抗，因为坦克已经为他们开路了。

事实上，古德里安的第19军已设法包围了波摩尔茨军团的主力部队。达成此一主要任务后，古德里安在9月7日率领他的部队穿越东普鲁士抵达德军攻势的外缘。他奉命向南深入至华沙后方，阻断波军的任何撤退行动。他的坦克只遭遇零星的抵抗，于9月15日抵达布列斯特-立托夫斯克。两天后，在弗洛达瓦与从斯洛伐克出发北上的克莱斯特的部队会师，进而完成了对波兰陆军的双重包围。

随着德军的成功，波军各军团愈来愈孤立，被迫独立迎战步步紧逼的德军部队，防御体系因而渐趋瓦解。其间，华沙之战因已成为波兰抵抗的象征，重要性愈来愈大。早在9月8日夜晚，第4装甲师的坦克和装甲车已挺进该市南边郊区，然而由于街道狭窄，再加上遭遇巧妙伪装的波军反坦克炮的顽强抵抗，德军坦克陷入巷战中，导致这些攻击行动演变为灾难。德军于次日继续试图挺进，但因兵力被分散至波军在布楚拉河的反攻，战斗中止。此时，德军已体悟到在市区运用装甲部队的困难。到了9月25日，德军已部署超过1000门火炮，并以13个师（以步兵师为主）包围这座城市。最后在9月27日，在历经几场猛烈的战斗并造成4万名平民伤亡后，尤利乌斯·罗梅尔将军率领14万卫戍部队投降，避免再产生不必要的伤亡。

随着苏联在9月17日入侵波兰东部，波兰陆军的命运早已注定，许多德军部队必须退回划分波兰德国占领区和苏联新领土的分界线。利沃夫一带的大部分激战其实只是用以协助苏军深入波兰东部的领土。孤立的波军部队以孤注一掷的勇气持续与敌军周旋到底。华沙机械化旅在9月18日与第2装甲师于托马斯佐卢贝斯基交战，进行了一场在德波战役里规模最大的坦克战；到了9月20日，这场激烈的坦克战以波军装甲部队的毁灭告终。

到了9月底，战场上只剩下零散的波军部队，但在波兰东部，克里贝尔格将军仍在科茨克附近作战，直到1939年10月6日才投降，波兰战役在他投降之后才算真正结束。10月5日，当波军部队仍在科茨克奋战时，希特勒在华沙检阅凯旋的国防军部队，德国人也开始评估他们在波兰达成的惊人胜利。

波军的伤亡十分惨重，共有66300人阵亡、133700人负伤、587000人沦为德军战俘（平民的伤亡人数更多）。国防军在短短4周内消灭波兰，人员的伤亡相对轻微，只有16000人阵亡、32000人负伤。德军对波兰的胜利并非没有遭遇困难，但国防军战胜了每一项挑战，装甲部队也吸取到了坚强的反坦克防御和在巷战中运用坦克的困难等重要教训。另外相当重要的一点是，德军在这场战役中被击毁或无法修复的坦克高达674辆，证实一号和二号坦克的武装和装甲均过于薄弱，无法扮演主力坦克的角色。此事促使德军改为采用三号和四号坦克，它们将在后来的战役里成为装甲师的主力，经过“成功的实地测试”后，德军就在9月27日正式采用三号坦克。

希特勒曾亲眼见证全新装甲部队的威力，但在行经一处波军炮兵团的残骸时，他询问古德里安：“这是我们的俯冲轰炸机干的吗?”当古德里安回答“不，是我们的坦克”时，希特勒相当地惊讶。而英国和法国也为国防军的效能和其新武器的实战威力感到震撼不已。不幸的是，在希特勒将他的坦克炮口转向对准这些国家时，他们并没有太多时间消化波兰战役的教训。