(→ Hauptartikel: Polenfeldzug 1939 und Deutsche Besatzung Polens 1939–1945)
Mit dem Überfall Deutschlands am 1. September und der Sowjetunion am 17. September 1939 auf Polen, begann der Zweite Weltkrieg. Noch vor dem Zusammenbruch der polnischen Front, floh die polnische Regierung über das neutrale Rumänien nach Paris, später nach London und organisierte von dort aus die Streitkräfte und den Widerstand neu. Der Krieg gegen Polen sollte nach dem Willen der NS-Führung Züge eines rassistischen Verdrängungs- und Vernichtungsfeldzugs annehmen. Anders als im Westen machte Hitler schon vorher klar, dass er die "Liquidierung des führenden Polentums" (Reinhard Heydrich) ins Auge fasste. Allein in den ersten vier Monaten der deutschen Besatzungsherrschaft wurden mehrere 10.000 Personen erschossen. Dabei ist noch einmal zu betonen, dass es sich hier nicht um einzelne Exzesse handelte, die aus dem Klima des Hasses und den Zufälligkeiten des Krieges heraus entstanden, sondern um einen durchorganisierten Massenmord. Bereits Anfang der 1940er Jahre errichteten die Nationalsozialisten mehrere Konzentrationslager auf dem Gebiet Polens, u.a. Auschwitz, Majdanek, Treblinka. Die Besatzungszeit hatte für große Teile der polnischen Zivilbevölkerung katastrophale Folgen. Anderseits beteiligte sich in manchen Fällen die polnische Bevölkerung auch an der Unterdrückung und Ausrottung der polnischen Juden.
Zu den übergreifenden Zielen der Besatzungspolitik im gesamten Gebiet gehörte 1.) die Ausschaltung und Vernichtung der polnischen Juden und der polnischen Intelligenz, 2.) die Vorverlegung der deutschen Ostgrenze und die Erweiterung des "Lebensraums im Osten" und 3.) die Stärkung der deutschen Kriegswirtschaft durch rücksichtslose Ausbeutung des Arbeitskräftepotenzials der Zwangsarbeiter und der materiellen Ressourcen Polens. Großpolen, die 1919 an Polen abgetretenen Teile Westpreußens sowie Ostoberschlesien wurden direkt von Deutschland annektiert. Kleinpolen, Masowien und Galizien mit etwa 10 Millionen Menschen wurden als so genanntes "Generalgouvernement" dem Reichsminister Hans Frank unterstellt, der vom Königssitz der frühen polnischen Könige, dem Wawel in Krakau, die Vernichtungspolitik leitete.
Auch die Polen, die unter sowjetische Herrschaft geraten waren, waren von Gewaltmaßnahmen betroffen. Man schätzt, dass ungefähr 1,5 Millionen ehemalige polnische Bürger deportiert wurden. 300.000 polnische Soldaten gerieten in sowjetische Kriegsgefangenschaft, nur 82.000 von ihnen überlebten. Ein Großteil der Offiziere - ca. 40.000 Personen - wurde durch sowjetische Truppen 1940 bei Katyn und in den Lagern von Starobielsk, Kozielsk und Ostaszków ermordet.
1941 entstand im Hinterland der Sowjetunion aus polnischen Soldaten die Andersarmee in Stärke von 6 Divisionen, kam aber nicht zum Fronteinsatz gegen die Ostfront der Wehrmacht, sondern wurde zum Schutze Indiens verlegt und kam später in Italien zum Einsatz.
Polnische Soldaten kämpften auf den Seiten der Alliierten an allen Fronten des Weltkriegs von der Luftschlacht um England, in Afrika, der Sowjetunion, bis zu den Invasionen in der Normandie und Italien. Die polnischen Soldaten stellten damit noch vor den Franzosen die viertgrößte Armee der Alliierten. Polnische Partisanengruppen, die die größte Widerstandbewegung im besetzten Europa darstellten, leisteten auch in Polen selbst Widerstand. Nachdem die Rote Armee im Januar 1944 die polnische Grenze von 1939 überschritten hatte, wurden die Truppen der Heimatarmee vom NKWD entwaffnet, ihre Offiziere erschossen oder in einen Gulag geschickt. Der Kampf einzelner Untergrundeinheiten gegen die sowjetische Besatzungsmacht dauerte jedoch bis Ende 1949 an.
Am 1. August 1944 begann auf Befehl der Londoner Exilregierung der Warschauer Aufstand, ohne dass man sich mit der Führung des Bündnispartners Sowjetunion konsultiert hatte. Die Sowjetunion, deren Truppen nach einer ununterbrochenen Offensive über rund 600 km am Ostufer der Weichsel standen, setzten ihren Marsch Richtung Westen und damit Warschau nicht fort. Dadurch konnten sie die Heimatarmee nicht unterstützen. Eine Hilfe der Westalliierten machte die große Entfernung unmöglich. So konnten deutsche Truppen die größte europäische Erhebung gegen die Okkupanten brutal niederschlagen. Die Zahl der Toten wird auf 180.000 bis 250.000 geschätzt. Dabei wurde die Innenstadt Warschaus unter großem Einsatz an Sprengmaterial akribisch Haus für Haus dem Erdboden gleichgemacht.