Пилсудский прибыл на фронт 15 апреля. Он проинспектировал секретные подкрепления, посланные из Варшавы, две пехотные дивизии и кавалерийскую бригаду, которые он скрытно разместил близ Паперни, всего лишь в 25 километрах от штаба советской Западной дивизии в Лиде. Его план был прост, но рискован. Главный удар должен был быть направлен на брешь между советскими группировками в Вильно и Лиде, а далее смело развиваться вдоль дороги и железнодорожного пути в направлении города. Риск состоял в том, что Советы контролировали железную дорогу и благодаря этому могли быстро бросить резервы в зону боевых действий. Чтобы заставить их гадать о направлении основного удара, он приказал провести серию диверсионных атак, генералу Ласоцкому на Лиду и генералу Мокржецкому на Новогрудок и Барановичи. Меньшая группа полковника Фрея должна была вступить в бой с советскими войсками к западу от Вильно, на стыке с германскими окопами, чтобы предупредить вмешательство со стороны этого квадрата.
На рассвете 16 апреля польская штурмовая колонна выдвинулась со стороны Паперни. В авангарде шла кавалерийская группа полковника Белины-Пражмовского, девять эскадронов с батареей легкой конной артиллерии. За ними следовала пехота генерала Рыдза-Смиглы, три батальона 1-й пехотной дивизии с двумя батареями тяжелой артиллерии. Перейдя советскую демаркационную линию по заболоченной местности у речки Дзитвы, они вышли на Виленскую дорогу вблизи села Жирмуны. К концу первого дня, когда пройти оставалось еще около ста километров, они не встретили никакого заметного сопротивления. Начальный успех штурмовой колонны был обеспечен диверсионными акциями. Перед рассветом 16-го польская артиллерия открыла огонь по Лиде, очевидно обозначая атаку на этом направлении. Когда генерал Мокржецкий выдвинулся силами девяти батальонов на Новогрудок и Барановичи, создалось впечатление, что эти два городка были главной целью. Они и вправду были важны. Крепость на холме у Новогрудка обеспечивала контроль над средним течением Немана, а Барановичи - над железнодорожной сетью. Более того, этот центральный сектор обороняла Советская Западная (польская) стрелковая дивизия, и было известно, что польское командование горело желанием проучить “предателей”. Битва была ожесточенной, оборона упорной. Лида твердо держалась два дня, Новогрудок - три, а Барановичи - четыре. К тому времени, как Западная дивизия отступила за Неман, половина Вильно была уже в руках поляков.
Для кавалерии Белины настало удачное время. 17-го они встали на привал у Тургелей, покинув дорогу, чтобы избежать столкновения с любыми силами, посланными им навстречу, и внезапно вошли в городок с юго-востока. Пехота была в Беняконях, после полуторасуточного марша, пройдя 65 километров за два дня. Сообщение советских войск между Вильно и Западной дивизией было прервано. 18-го Белина разбил лагерь в лесу под Вильно, приготовившись к атаке. У него на выбор было два варианта действий: подождать пехоту в течение двух дней, потеряв эффект неожиданности, или послать кавалерию на улицы города без поддержки. Он выбрал второй. Он знал, что может рассчитывать на жителей, готовых оказать поддержку, и то, что обороняющимся нелегко будет возвести баррикады и разместить пулеметные точки. В шесть часов 19-го польская кавалерия вторглась в ошеломленные атакой предместья и направилась к вокзалу. По некоторым сведениям, бойцы были переодеты в красноармейскую форму. Они захватили поезд и отправили его за пехотой. После этого эскадроны рассыпались по улицам. Целый день они галопировали то тут, то там, сея панику в частях гарнизона, не выбирая, однако, определенной цели для атаки. К вечеру захваченные поезда начали подвозить польскую пехоту. Советские войска отступили по мостам к северным предместьям. В течение двух дней шли уличные бои, в ходе которых советская Псковская дивизия, лишенная поддержки, была постепенно вытеснена из города на северо-запад. Последнее безуспешное сопротивление было оказано у стен еврейского кладбища. 21-го Пилсудский лично вступил в Вильно. Его возвращение было отмечено победным парадом.
Как только закончились бои, Пилсудский огласил свои политические намерения. Его “Воззвание к жителям бывшего Великого Княжества Литовского” представляло его план Федерации Окраинных земель:
