9月17日，德军在完成华沙的合围后，限令华沙当局于12小时内投降，而波兰政府和波军统帅部已于16日越过边界逃往罗马尼亚。
9月18日，由赖歇瑙将军指挥德军第10军团的两个军从南面和东面、第八军团指挥两个军向北发动反攻，并同时切断波军西逃的退路。为了有把握起见，曼施坦因向陆军总部请求北方集团军派出德军第三军，从北面渡过维斯拉河加强对波军后背的攻击。波军看到四面被围，企图沿着维斯拉河撒向华沙的门户——莫德林要塞。于是曼施坦因又紧急从*地区抽出第15摩托化军，去封锁这条路线。 在这一天对战局已经绝望的波兰军队又对突围作了几次尝试，先是向南，然后是向东南，最后又转向东西，但都没有奏效。于是，在9月18日，波军完全崩溃，战线沉寂下来。
随着布楚拉河会战波军的惨败，莫德林要塞的波军将要收缩回华沙。南方集团军的下一个任务就是防止这支波军部队退守华沙，最好是在波军撤退的途中就消灭他们。由于苏联也在9月17日对波兰出兵，所以希特勒就迫切的希望德军尽快的攻占华沙。虽然波兰的统帅部和政府已经弃城而逃，但是统帅部却下达命令，对华沙要死守到底。
面对这一局面，战役总指挥官曼施坦因指挥奉命攻占该城的德军第八军团，大致沿华沙城的圆环式铁路进逼，对华沙构成一道严密和连续的封锁线。为了避免华沙城内的巷战，曼施坦因建议使用德军优势的炮兵和飞机轰炸的联合效力，来迫使华沙投降。如果还不奏效，则采取断水断粮的方法。这种作战计划得到了希特勒的赞赏，只要尽快的拿下华沙，希特勒什么条件都能答应，因此作战计划很快得到了他的批准。
9月25日，德军开始向华沙外围的要塞、据点以及重要补给中心发动了炮击。随后，局部的攻击也开始了。为了配合华沙保卫战，华沙西南的波兹南、托斯、罗兹等地共约10个师的波军残部，会合起来对华沙南面的德军进行了反击，使华沙坚持了10余天。9月26日，德国空军开始向华沙城内散发传单，警告该城即将受到轰炸，并要居民投降。因为波军仍继续顽强抵抗，所以在同一天下午，德国空军开始轰炸华沙。
9月27日中午，伦德斯特和曼施坦因视察了曼施坦因以前当师长的第18师，它刚刚攻下了华沙防御线上的两个堡垒，突然听到了波军愿意投降的消息。9月28日，波兰守军司令与德军第8军团司令布拉斯柯维兹将军之间签订了降约，降约上规定，对于平民人口和负伤的波军，应立即予与救济，对于英勇的被俘虏的波军应尽量维持其军人的荣誉。军官被准许保留其军刀，士兵在完成其必要的处理之后，即可获得自由。
在历时最长的华沙保卫战中，虽然德军的力量非常的强大，但是波兰人依然没有屈服，在华沙被包围后，德军曾经要求波兰人在12小时之内投降，但是波兰人拒绝了这一无理的要求，在敌对双方力量极端悬殊的情况下，华沙军民同侵略者展开了一场殊死的搏斗。除守城部队外，英勇的华沙工人也纷纷走上街头，筑街垒，挖堑壕，送弹药，积极投入战斗。在敌人的炮火下，当时的华沙城几乎成了一片废墟。但华沙军民毫不畏惧，直到9月28日，进行了20天的艰苦卓绝的战斗，不过这一努力还是没有改变战争的结果，在苏联人背后插了一刀的情况下，波兰沦陷了，这个独立还不到20年的国家再次小时，被德国和俄国瓜分！
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