20 сентября против Варшавы было использовано 620 самолетов люфтваффе, а на следующий день Геринг приказал сосредоточить против польской столицы основные силы 1-го и 4-го воздушных флотов. В ночь на 22 сентября немцы приступили к артиллерийской и авиационной подготовке окончательного штурма. Шквал снарядов и бомб обрушился на внешние укрепления и стратегические точки города. Уже через два дня оказались полностью выведенными из строя электростанции и телефонная сеть, замолкло радио. Город погрузился во мрак. 24 сентября германское командование решило не выпускать беженцев из города, чтобы не дать «польскому гарнизону возможности вести бои в самом городе, используя все средства».[569]
25 сентября 1 150 самолетов люфтваффе бомбили город с использованием зажигательных бомб. Волна за волной налетали немецкие бомбардировщики на жилые кварталы; не встречая почти никакого противодействия, они методически разрушали город. Госпитали, больницы были переполнены ранеными. Убитых хоронили в городских скверах, на огородах. Отсутствие воды делало невозможной борьбу с пожарами. Варшава представляла собой море пламени. Всего на польскую столицу было сброшено 5 818 тонн бомб, а всего на Польшу люфтваффе обрушили 19 589 тонн бомб, примерно столько же было сброшено на Англию за весь 1941 г.26 сентября германские войска начали обстрел самого города. Одновременно начался общий штурм. Удар на западном участке обороны был отбит подразделениями 40-го и 41-го польских пехотных полков. Разгорелись бои также на других участках обороны. Наиболее ожесточенный характер они приняли в Черняхове и Жолибоже. В ходе боев 25–26 сентября войска 13-го армейского корпуса прорвали обе линии внешних укреплений, а части 11-го корпуса овладели первой линией фортов.[570]
В 18.00 польское командование через парламентеров просило командование вермахта о предоставлении 24-часового перемирия для вывода из города гражданского населения. Эта просьба была отклонена, и у поляков потребовали прислать офицера для переговоров о сдаче гарнизона. Обстрел города продолжался.Несмотря на то что защита столицы стала делом национальной чести, польское командование, учитывая нехватку боеприпасов, продовольствия, воды и медикаментов, пришло к выводу, что возможности обороны исчерпаны. Поэтому с утра 27 сентября оно согласилось начать переговоры, а в 13.15 28 сентября был подписан акт о капитуляции Варшавы. Значительная часть войск и жителей столицы не поддерживала решение властей о прекращении борьбы и о сдаче города. Некоторые офицеры кончали жизнь самоубийством, не желая сдаваться. Солдаты и целые подразделения игнорировали приказ о сдаче оружия на специальные пункты. Они закапывали или уничтожали свое вооружение, чтобы оно не досталось врагу.
В ходе обороны Варшавы, согласно польским данным, погибло около 5 тыс. польских военнослужащих, а около 16 тыс. были ранены. Среди гражданского населения около 25 тыс. человек были убиты, около 50 тыс. — ранены. В плен попали 5 031 офицер, 97 425 унтер-офицеров и рядовых. До 20 % зданий города оказались разрушенными, в том числе национальная святыня — Королевский замок. С вечера 29 сентября началась сдача в плен гарнизона Варшавы, а утром 1 октября в него вступила немецкая 10-я пехотная дивизия, командир которой генерал Кохенгаузен стал комендантом города. Прагу заняли части 1-го армейского корпуса 3-й армии. 2 октября в Варшаве в присутствии Гитлера состоялся парад победы вермахта.
Одновременно германские войска с 18 сентября начали атаки против Модлина. На город было брошено 550 самолетов, широко использовалась артиллерия, сухопутные части предприняли штурм укреплений. Однако поляки не только отбили атаки, но и сами предприняли 19 сентября вылазку у Нового Двора. 22 сентября город был отрезан с юга и от Варшавы соединениями 15-го моторизованного корпуса. С 24 сентября началась систематическая артиллерийская и авиационная подготовка штурма Модлина. Нехватка боеприпасов, продуктов и медикаментов вынудила командующего гарнизоном генерала Томме 29 сентября капитулировать. Около 30 тыс. польских солдат попали в плен.
Бой на косе Хель возобновились 29 сентября, когда германские войска начали атаки польских укреплений. К 1 октября им удалось прорвать несколько рубежей и занять примерно 1/3 косы. Исчерпав возможности сопротивления, польский гарнизон Хели в составе почти 4,5 тыс. человек во главе с контр-адмиралом Ю. Упругом 2 октября прекратил сопротивление.