После того как немцы захватили Старый город, они устроили массовую расправу над населением, в том числе над ранеными, лежащими в госпиталях и медперсоналом, добровольно оставшимся на своих местах.
Захватив районы Воля и Старый город, немцы предприняли попытки пробиться вдоль Иерусалимских Аллей к Мосту Понятовского, однако встретили ожесточенное сопротивление восставших, в числе которых были члены группировки «Хробры II». 6 сентября германские войска захватили набережную Вислы, оборонявшуюся передислоцированной из района Старого города группировкой «Рог», а также группировкой «Крыбар», и устроили расправу над безоружным гражданским населением.
Кровавая расправа германских войск над повстанцами и героическая оборона Старого города, где немцы сконцентрировали свои основные усилия, вызвала широкий резонанс в мировом сообществе. 8 августа в штабе 1-го Белорусского фронта была закончена разработка плана наступления на Варшаву с Магнушевского плацдарма. Как уже говорилось, в наступлении должны были участвовать 8-я Сталинградская гвардейская армия и 1-я армия ВП. План операции, которая должна была начаться в конце августа, был представлен на утверждение Сталину, который отверг его из стратегических соображений, так как было необходимо прежде всего выровнять фронт путем подтягивания северного и южного (балтийского и венгерского) флангов. Кроме того, политических выгод для СССР помощь войскам лондонского правительства не сулила и расходилась с политическими целями Сталина, которые он 22 августа изложил в речи, обращенной к Черчиллю и Рузвельту. Однако из соображений гуманизма Сталин все-таки пообещал оказать содействие восставшим.
Массовый характер Варшавского восстания и решительность населения потрясли общественное мнение западных стран. Правительства государств Антигитлеровской коалиции пригрозили немцам, что в случае если они будут рассматривать восставших как бандитов и не будут соблюдать по отношению к ним требований международных конвенций о статусе военнопленных, то и немецкие солдаты, оказавшиеся в плену, будут подвергаться такому же обращению. Главы западных стран снова обратились к Сталину с просьбой оказать повстанцам помощь и предоставить советские аэродромы для самолетов коалиции. При этом они указывали на фактор времени, который играл в тот момент особую роль. В связи с этим в рамках операции Красной Армии, задачей которой являлось ликвидировать силы врага в междуречье Вислы и Нарева, часть соединений 1-й армии ВП была переброшена с Магнушевского плацдарма в район Варшавы. 1-я пехотная дивизия, усиленная танковыми подразделениями 1-й танковой бригады, а также артиллерийскими и другими подразделениями, поступила в распоряжение командующего 125-м корпусом 47-й советской армии и в ночь на 9 августа заняла позицию в районе Междулесья, получив приказ наступать на пригород Варшавы — Прагу.
Наступление началось 10 сентября. К вечеру 1-я пехотная дивизия прорвала оборону противника на глубину 4 километра, разбила 70-й немецкий пехотный полк, захватила почти все артиллерийские орудия 173-го артиллерийского полка и достигла Кавечина. 12 сентября, отразив несколько сильных контратак, произведя перегруппировку сил и введя в бой подразделения 1-й танковой бригады и 13-го артиллерийского полка, 1-я пехотная дивизия вступила в уличные бои совместно с повстанцами из района Прага. 14 сентября дивизия вышла на берег Вислы. При этом противник понес потери убитыми 2 тысячи человек, пленными — 108, кроме того, было уничтожено большое количество его техники.
На левом берегу Вислы корпус Баха-Залевского (командовал карательными войсками СС. — Примеч. авт.) получил задачу оттеснить повстанцев от реки, используя авиацию и танковые подразделения 9-й полевой армии вермахта. Немецкое наступление на Черняков отодвинуло позиции восставших до участка территории в районе улицы Виляновской и Загорной. В районе Золибор повстанцы также были оттеснены от Вислы.
С 16 по 23 сентября подразделения 1-й армии Войска Польского, которые перегруппировались в районе Праги, приняли участие в действиях, направленных на оказание помощи повстанцам в Варшаве.
Два батальона 9-го полка 3-й дивизии переправились в район улиц Загорная, Виляновская, Солец; подразделения 8-го полка форсировали Вислу в районе Моста Понятовского, а подразделения 2-й дивизии нанесли удар по противнику в районе Золибор.
Боевые действия, которые велись десантными подразделениями и повстанцами, поддерживались огнем артиллерии, а также советской и польской авиацией, которая также осуществляла доставки продовольствия, боеприпасов и медикаментов в осажденные районы Варшавы. Помощь западных стран в поставке необходимых лекарств и боеприпасов была затруднена большой удаленностью их аэродромов в Великобритании и Италии. Это влекло за собой большие потери среди польских, английских и канадских экипажей. Бои в Варшаве характеризовались самоотверженностью бойцов 1-й армии ВП и подразделений восставших. Немцы бросили на ликвидацию польских позиций большое количество людей и техники. В Горном Чернякове в бой были введены группы Рейнефарта и Рохра из состава корпуса Баха-Залевского. Они были усилены танками из дивизии ВВС «Герман Геринг». В районе Золибор действовали части корпуса Баха-Залевского, усиленные танками 25-й и 19-й дивизий. Десант, высаженный в районе Моста Понятовского, несмотря на большие потери, не смог удержать свои позиции (из двух батальонов вернулось только несколько сотен человек), а единственным результатом, который дали действия в районе Золибор, стала возможность эвакуации части подразделений Армии Людовой. Дольше всего продолжались бои за улицу Виляновскую, но 22 сентября повстанцы и там потерпели поражение. Вскоре после этого командующим 1-й армией ВП вместо генерала З. Берлинга был назначен генерал B. Кожиц.
Таким образом, немецкие войска, используя силы 9-й полевой армии, ликвидировали почти все очаги сопротивления. 27 сентября район Мокотов, где оборонялся полк Армии Крайовой «Башта» (командир — подполковник C. Каминский) пришлось сдать противнику. Часть бойцов во главе с командиром подгруппы — подполковником В. Ракицким ушла в район Центр.
29 сентября немецкие подразделения в районе Пустоши Кампиносской вступили в бой с партизанскими отрядами, которые в тот момент перегруппировывались под Якторовом. 19-я танковая дивизия, усиленная пехотой из корпуса Баха-Залевского, атаковала район Золибор, командир которого, полковник М. Недзельский, сдал его только после приказа Главной комендатуры Армии Крайовой.
Ввиду безнадежности ситуации (голода, повреждений вооружения и боеприпасов, отсутствия лекарств для раненых) 30 сентября Главная комендатура АК была вынуждена принять решение о начале переговоров. 2 октября в штабе корпуса Баха-Залевского в Ожарове был подписан акт капитуляции.
Повстанцы были отправлены в лагерь военнопленных в Пушкове, а оттуда в тыл фронта (в том числе в нарушение условий капитуляции в концентрационные лагеря и на принудительные работы в Польше и Германии). На территории Варшавы начали действовать немецкие карательные подразделения, так называемые «Вербреннунгс унд Вернихтунгскоммандо» (Werbrennungs und Wernichtungskommando), которые, выполняя приказ Гитлера, почти сравняли Варшаву с землей, уничтожив ее на 84 процента.
