Выдавая желаемое за действительное, Миколайчик плохо представлял происходившее в польской столице. А там командующий АК генерал Т. Бур-Комаровский до последнего момента колебался, начинать ли восстание. Игра со многими неизвестными была крайне рискованной. О планах и возможностях советского и немецкого командования он мог только гадать. А от Гитлера, едва уцелевшего после покушения 20 июля, можно было ждать чего угодно.
Несмотря на долгий период подготовки выступления, оружия повстанцы запасли мало. По данным Е. Яковлевой, у повстанцев имелось 60 ручных пулемётов, 7 станковых пулемётов, 35 противотанковых ружей и гранатомётов, 1000 карабинов, 300 автоматов, 1700 пистолетов и 25 тысяч ручных гранат. Неведомо, верил ли Бур-Комаровский обещаниям Миколайчика, что как только восстание начнётся, англичане перебросят по воздуху созданные в эмиграции отряды АК, помогут оружием, боеприпасами и продовольствием. Тем не менее, посовещавшись с генералами Л. Окулицким и Т. Пелчиньским, он назначил восстание на 1 августа.
За первые четыре дня, когда повстанцам противостояли лишь тыловые и полицейские части, они захватили большую часть города. Но противник сохранил под своим контролем транспортные артерии, мосты, вокзалы, телефонные станции, казармы и основные правительственные здания. Вскоре германское командование подтянуло танки, орудия и бронепоезда. Подошли охранные части СС и полиции, коллаборационисты из 29-й гренадёрской дивизии СС.
А надежды на англичан не оправдались. С берегов туманного Альбиона шли туманные обещания. За 63 дня восстания британская авиация всего 5 раз осуществляла сбросы над Варшавой оружия и продовольствия. Делалось это с больших высот, и основная часть грузов попала к немцам.
9 августа, перед отлётом из Москвы, Миколайчик уже не разглагольствовал о скором изгнании немцев из Варшавы. Он просил Сталина помочь оружием, уверяя, что «немцы сейчас не так сильны, чтобы выбросить поляков из тех районов Варшавы, которые они занимают». В ответ Сталин сказал, что «начинание с восстанием польской подпольной армии в Варшаве он считает нереальным делом, так как у восставших нет оружия[?] Немцы просто перебьют всех поляков. Просто жалко этих поляков».
Сталин пообещал оказать помощь оружием и боеприпасами, хотя цели лондонских «стратегов», стремившихся перехватить власть у польских левых сил, не соответствовали интересам Москвы.
Всю войну лондонские поляки не столько помогали СССР, сколько мешали и пакостили. В 1942 году в разгар Сталинградской битвы они направили сформированную в СССР польскую армию генерала В. Андерса не на фронт, а в Иран. В 1943 году поддержали провокацию Й. Геббельса по Катыни и приговорили к смертной казни за «дезертирство» генерала З. Берлинга, под командованием которого 1-я армия Войска польского сражалась на подступах к Варшаве.
Когда Сталин спросил, есть ли в городе места, куда можно сбросить оружие, Миколайчик не смог их указать. Тем не менее своё обещание советский лидер выполнил. Если англичане сбрасывали грузы с большой высоты, в результате чего к повстанцам мало что попадало, то наша авиация действовала на предельно низких высотах. Эффективность её работы была гораздо более высокой, что признали и немцы, и поляки. 15 сентября Бур-Коморовский в телеграмме на имя маршала Poкоссовского поблагодарил за «авиационное прикрытие, сброшенное оружие, боеприпасы и продовольствие» и попросил о продолжении сбрасывания. Только с 13 сентября по 1 октября восставшим сбросили 156 миномётов, 505 противотанковых ружей, 2667 автоматов и винтовок, 41 780 гранат, 3 млн. патронов, 131 221 кг продовольствия и 500 кг медикаментов.
В конце августа получившие подкрепление советские войска перешли в наступление. 14 сентября Москва салютовала войскам, взявшим восточную часть Варшавы (Прагу) залпами из 224 орудий.
Развить успех было крайне сложно. Гитлеровцы взорвали все мосты через Вислу, чему не воспрепятствовали повстанцы. Утром 15 сентября Берлинг получил приказ форсировать Вислу. Части 1-й польской армии слишком долго готовились к переправе, начав её лишь на рассвете 16 сентября. Неприятель подверг их массированному обстрелу, не позволив перевезти на западный берег танки и орудия. Попытки создать плацдармы на западном берегу показали, что повстанцы его не контролируют. После недели боёв немцы вытеснили десант на восточный берег. Польские части потеряли 3764 убитыми и ранеными.
27 сентября немцы перешли в наступление на повстанческие районы. Бур-Комаровский не стал пробиваться через Вислу и 2 октября подписал с командующим германскими войсками в Варшаве обергруппенфюрером СС Э. фон дем Бах-Зелевски соглашение о капитуляции. По подсчётам участвовавшего в восстании польского историка Р. Назаревича, в плен сдались более 17 000 повстанцев. Оставшееся гражданское население нацисты вывезли из города, направив 87 250 человек на принудительные работы в Германию, а 68 707 человек – в концлагеря. Значительная часть Варшавы была разрушена.