La crise polonaise devient au printemps 1939 le nouveau centre des tensions européennes. Hitler exige le rattachement de la ville libre de Dantzig au Reich et la création de voies de communication extraterritoriales à travers le « corridor polonais » donnant à la Pologne un accès à la mer Baltique. Varsovie refuse, craignant qu’une concession n’ouvre la voie à une vassalisation progressive. Après l’occupation de Prague en mars, le Royaume-Uni et la France garantissent l’indépendance polonaise. Hitler décide pourtant de préparer l’invasion. Le pacte germano-soviétique du 23 août élimine provisoirement le risque d’une intervention soviétique aux côtés des Polonais.
Le 1er septembre 1939, les forces allemandes attaquent la Pologne. L’opération mobilise des unités blindées, motorisées et aériennes dans une stratégie de rupture rapide des lignes adverses. Le terme de Blitzkrieg, ou « guerre-éclair », sera ensuite largement utilisé pour décrire cette combinaison de vitesse, concentration des forces et soutien aérien. L’armée polonaise résiste, mais elle est inférieure en moyens mécanisés et se trouve confrontée à une situation stratégique presque impossible. Le 17 septembre, l’Armée rouge envahit l’est du pays conformément aux arrangements secrets du pacte germano-soviétique.
Le 3 septembre, après l’expiration d’ultimatums exigeant le retrait allemand, la France et le Royaume-Uni déclarent la guerre à l’Allemagne. La guerre devient donc européenne, même si les grandes opérations terrestres restent d’abord limitées sur le front occidental. Varsovie capitule le 28 septembre et les dernières grandes unités polonaises cessent le combat au début d’octobre. L’Allemagne et l’URSS se partagent le territoire. Le gouvernement polonais se reconstitue en exil, tandis que des forces polonaises poursuivent ensuite la guerre aux côtés des Alliés.
L’invasion de la Pologne marque le déclenchement conventionnel de la Seconde Guerre mondiale en Europe, car elle franchit le seuil que les démocraties ont décidé de défendre. Elle ouvre aussi immédiatement une guerre d’occupation extrêmement brutale. Les élites polonaises, les opposants et les populations juives sont visés par des politiques de persécution qui annoncent la radicalisation future. Le conflit de septembre 1939 montre enfin que l’échec de l’apaisement ne vient pas d’une incapacité générale à déclarer la guerre, mais du fait que la dissuasion est mise en place trop tard. En quelques années, l’Allemagne a déjà considérablement amélioré sa position stratégique et militaire.