В течение 1919 г. Западный фронт, за исключением кратковременного периода оживших в начале года надежд на мировую революцию, являлся второстепенным по сравнению с Восточным, Южным и Северо-Западным фронтами, где решались судьбы советского строя. Поражения Колчака, Деникина и Юденича подняли значение фронта. Этому способствовали также успехи польских войск в 1919 г. Отказавшись от союза с белым движением, Польша, возглавляемая Ю. Пилсудским, последовательно закреплялась военным путем на спорных территориях.
Первые неудачные действия под Вильнюсом в начале 1919 г. скоро сменились чередой побед. В начале марта польские войска заняли Слоним и Пинск, а 21 апреля после трехдневных боев — Вильнюс, где по занятии города был устроен еврейский погром. К августу 1919 г. польские войска контролировали уже всю территорию Белоруссии. Дальнейшее наступление польских войск было приостановлено вследствие побед Деникина, успешные действия которого не соответствовали интересам Польши. Попытки Ю. Пилсудского предложить в это время Антанте Польшу в качестве главной антибольшевистской силы оказались безрезультатными из-за ставки союзников на Деникина. В этих условиях Польша участвует в переговорах с Россией, одновременно мобилизуя новые части для военных действий на Востоке.
Разгром белых армий, ставка Антанты на Польшу как на единственную реальную военную силу в регионе, законченная мобилизация войск привели к прекращению переговоров в декабре 1919 г. В январе — марте 1920 г. Польша отвергла советские мирные предложения и 5 марта 1920 г. предприняла попытку наступления на Мозырь и Калинковичи. Неудача военной операции лишь ускорила подготовку широкомасштабной экспансии на Украину. 21 апреля Ю. Пилсудский подписал союзный договор с С. В. Петлюрой, а 24 апреля — военную конвенцию, предусматривающую вооруженную помощь польской армии в восстановлении петлюровской власти на Украине.
Подписанные документы давали Польше повод для вторжения на Советскую Украину. Помимо установления на Украине пропольского режима Петлюры, начавшаяся война должна была закрепить контроль Польши над белорусскими землями и рядом других спорных территорий. Белорусская государственность не предусматривалась, а за помощь Петлюре Польша закрепляла за собой Восточную Галицию и пять уездов Волынской губернии. Собственные интересы в войне имела Антанта, оказавшая поддержку Польше. Наиболее существенной была помощь Франции, предоставившей долгосрочный кредит в сумме свыше 1 млрд франков и передавшей в начале 1920 г. Польше 1494 орудия, 350 самолетов, 2800 пулеметов, 327,5 тыс. винтовок, 42 тыс. револьверов и т. д.
25 апреля 1920 г. хорошо экипированная 150-тысячная армия Польши прорвала 50-тысячный Юго-Западный фронт от реки Припять до реки Днестр. В результате широкомасштабного наступления уже через сутки после его начала были захвачены Житомир и Коростень, а 6-7 мая — Киев. Военные успехи, тем не менее, были относительны, так как отсутствие крупных сражений не позволило полякам разбить на Украине главные силы противника, а расчеты на восстановление петлюровской администрации не оправдались, оборачиваясь повсеместными стихийными восстаниями. Большие потери, растянутые коммуникации и израсходованные резервы дополняли картину. В середине мая фронт стабилизировался.
Советская сторона была обороняющейся, что обеспечивало моральное преимущество на этой стадии войны. Польское наступление задело национальные чувства, и значительная часть русского офицерства по призыву генерала А. А. Брусилова влилась в ряды Красной Армии. Сочетание общественного порыва и государственных мер позволило РККА укрепить свои силы на Западном (М. Н. Тухачевский) и Юго-Западном (А. И. Егоров) фронтах к лету 1920 г.
После первого неудачного майского контрнаступления 5 июня 1-я Конная армия С. М. Буденного прорвала фронт, выйдя в тыл польским частям, занимавшим Киев. Избегая полного окружения, польские части были вынуждены 12 июня отступить из Киева. Наступление Юго-Западного фронта на Украине продолжалось, и 4 июля части 1-й Конной армии освободили Ровно. Параллельно в июле успешно стало развиваться наступление частей Западного фронта, 4 и 5 июля взломавших оборону польских войск. Наступление на Западном фронте было облегчено переброской польских частей на Юго-Западный фронт. 11 июля дивизия В. К. Путны освободила Минск, а 14 июля кавалерийский корпус Г. Д. Гая занял Вильнюс, 19 июля войска Западного фронта заняли Барановичи и Гродно, 23 июля — Пинск, 25 июля — Волковыск, освободив всю территорию Белоруссии.
К концу июля части РККА уже перенесли военные действия в Польшу. Отправной точкой стала директива главкома С. С. Каменева от 23 июля 1920 г. о наступлении на Варшаву и Львов. За военными планами стояли политические директивы, заключавшиеся в попытке революционизировать Польшу, а в дальнейшем — Европу.
Важную роль в советизации Польши должен был сыграть образованный 30 июля в Белостоке Временный революционный комитет Польши под руководством К. Х. Мархлевского. Однако политика ВРК скорее вызвала отторжение у польского населения, чем поддержку. Спешная замена воеводств на области, национализация земель, антикатолические действия, поддержка советских войск ВРК формировали антинациональный образ нового правительства. Теперь уже советским войскам приходилось иметь дело с партизанским движением.
23 июля 1920 г. началась Варшавская операция, совпавшая с военными затруднениями советской армии на фронте П. Н. Врангеля, который летом предпринял наступление в Северной Таврии. К началу операции части Западного фронта находились в 80-100 км от Варшавы. В этих условиях 5 августа Пленум ЦК РКП(б) утвердил решение о переброске 1-й Конной, 12-й и 14-й армий Юго-Западного фронта в распоряжение Тухачевского. Разрыв Юго-Западного фронта фактически на три части (Львовское и Крымское направления и части, выделяемые Тухачевскому) ослаблял наступление на южном фланге советских войск. К тому же переброска войск была запоздалой — как в силу сроков, недостаточных для реализации решений, так и в силу затянувших переброску споров между командованием Юго-Западного и Западного фронтов. Нежелание Егорова и Сталина (члена РВС Юго-Западного фронта) отдавать свои ударные части крайне усложнило переброску войск. Решать высокие политические задачи, поставленные перед Западным фронтом, пришлось ограниченными военными средствами. Ситуацию усугубляла и допущенная Тухачевским ошибка в оценке расположения основных польских частей — не на острие его удара, а на фланге юго-восточнее Варшавы. Пагубную роль сыграли также оторванность войск от тылового снабжения и даже фронтового командования, а также подавляющее превосходство польских войск под Варшавой.
Удар 19 августа во фланг наступающим частям Западного фронта польскими войсками под командованием французского генерала М. Вейгена превратил близкую победу в безусловное поражение. «Чудо на Висле» стало итогом военно-политических просчетов советского руководства и краха плана мировой революции, «неожиданно» наткнувшихся на сопротивление поляков. Очень точно охарактеризовал ситуацию Л. Д. Троцкий: «Когда мы в сомнамбулическом состоянии приблизились к Варшаве, где революционного подъема не было, а был создан кулак, контрреволюционный, руководимый французами, он ударил нас метко и ловко, и получилась одна из величайших катастроф, которые когда-либо мы переживали на наших военных фронтах». Значительная часть войск Западного фронта попала в окружение. В польском плену оказалось около 130 тыс. красноармейцев, из которых за два года 60 тыс. умерло в концлагерях для военнопленных.
Взаимное истощение армий, политическая бесперспективность дальнейших военных действий были видны обеим странам. В этих условиях 18 октября 1920 г. военные действия были прекращены. Перемирие, а впоследствии Рижский мирный договор (18 марта 1921 г.) зафиксировали отодвинутую на запад на 50-100 км по сравнению с началом 1920 г. границу. За Польшей вместе с тем закреплялись земли Западной Украины и Западной Белоруссии, также в годичный срок ей выплачивались 30 млн золотых рублей.