Sovietske vojská vpadli 17. septembra 1939 o 6. hodine na územie Poľska. Oficiálnou zámienkou bol už "očakávaný zánik Poľska ako štátu a povinnosť ZSSR poskytnúť ochranu ukrajinskému aj bieloruskému obyvateľstvu" na prihraničnom území. Invázia sa mohla uskutočniť na základe paktu Ribbentrop - Molotov z 23. augusta 1939. Červená armáda nasadila do operácie vyše 600 000 mužov, 4 000 tankov, 5 5000 diel a 2 000 lietadiel. Sily 4. armády Bieloruského frontu a 3. armády Ukrajinského frontu pri ich postupe narazili iba na slabý odpor.

Poľské posádky, rozmiestnené priamo na hraniciach, boli za veľmi krátky čas odzbrojené. Mnohým poľským jednotkám, operujúcim na severovýchode krajiny, sa však podarilo prebiť do Litvy, časť jednotiek prešla aj do Maďarska a Rumunska, kam emigroval aj poľský prezident, vláda a hlavné velenie armády. Dňa 18. septembra sa sovietske a nemecké jednotky stretli v Breste. V spoločnom komuniké obe na poľskom území armády uviedli, že "nesledujú nijaké ciele, ktoré by boli v rozpore zo záujmami Nemecka a ZSSR, alebo ktoré by sa priečili ustanoveniam ich zmluvy o neútočení".

Poľsko bolo napadnuté Nemeckom z viacerých strán súčasne
( mapa sa po "kliknutí" zväčší )

22.septembra kapitulovala poľská posádka pevnosti Ľvov, ktorá od 12. septembra odrážala útoky nemeckej 10. armády. Najtvrdšie boje sa rozpútali 20. a 21. septembra o mesto Grodno. Pri ústupe do Maďarska bojovali proti sovietskym jednotkám aj zvyšky armády Karpaty. Posledné zrážky sa odohrali z 30. septembra na 1. októbra v Polesí. Podľa oficiálnych údajov padlo v poľskej kampani 734 červenoarmejcov a 1 862 ich bolo ranených.

Sovietska vláda dňa 17. septembra odovzdala zahraničným diplomatom akreditovaným v Moskve, medzi nimi aj poľskému veľvyslancovi nótu, podľa ktorej "poľský štát v dôsledku vojnovej porážky zanikol a skoršie uzavreté zmluvy medzi ZSSR a Poľskom stratili platnosť. Podľa názoru sovietskej vlády vzniknutá situácia ohrozuje bezpečnosť ZSSR a nemôže nechať napospas osudu Ukrajincov aj Bielorusov. Preto nariadila Červenej armáde, aby prekročila hranice Poľska a vzala pod ochranu obyvateľstvo západnej Ukrajiny aj západného Bieloruska".