Очень важную роль в ходе Советско-польской войны сыграла польская радиоразведка. В сентябре 1919 года она взломала первые шифры большевиков, второй этап пришёлся на конец года. С этого момента расшифровка советских депеш для Бюро шифров не составляла труда. Таким же образом поляки получили информацию о концентрации войск противника на польском фронте в феврале 1920 года, а в марте радиоразведка подтвердила скопление советских войск в ходе Мозырьской операции. Позднее она же донесла о группировании частей на Украине.
25 апреля 1920 года польская армия перешла в наступление на 500-километровом фронте от р. Припять до р. Днестр, в течение нескольких дней противник захватил Житомир, Бердичев, Жмеринку, Винницу, Фастов и вышел к р. Тетерев. Положение советских войск осложнилось из-за измены 2 галицийских бригад (до 4 тыс. чел.) и вспыхнувшего в тылу антисоветского восстания. 6 мая советские войска были вынуждены оставить Киев и отойти за Днепр. Между отступавшими по расходящимся направлениям 12-й и 14-й армиями Юго-Зап. фронта образовался разрыв шириной до 220 км.
7 мая польско-украинские войска заняли Киев без контакта с противником. Вскоре, 14 мая, советские войска предприняли контратаку на северном (Белоруссия) и южном (Украина) направлениях. К 15 мая польские войска продвинулись в глубь советской территории до 200 км, после чего фронт стабилизировался. Этому во многом способствовала проведённая Западным фронтом Майская операция 1920 года, заставившая поляков срочно перебросить часть своих войск в Белоруссию.
Сразу же после нападения Польши советское правительство предприняло чрезвычайные меры по укреплению обороны страны на западном и юго-западном стратегических направлениях. 29 апреля ВЦИК и СНК обратились с воззванием «Ко всем рабочим, крестьянам и честным гражданам России». 11 мая 24 губернии объявлены на военном положении. На фронт в срочном порядке началась переброска частей и соединений с Урала, Сев. Кавказа, из Сибири и центральных районов страны, проведена дополнительная мобилизация. Юго-Западный фронт был усилен 1-й конной армией (С.М.Будённый), переброшенной с Сев. Кавказа. 26 мая Юго-Западный фронт перешёл в контрнаступление. В результате успешно проведённой операции его войска во взаимодействии с Днепровской военной флотилией освободили Киев (12 июня) и отбросили противника на несколько десятков километров. Развивая успех, они к концу июня овладели г. Новоград-Волынский. Новое поражение на Украине поляки потерпели в Ровенской операции 1920 года. Обескураженное поражением на Украине польское командование приступило к срочной переброске резервов.
На Украине польские войска отступали. Во время очередной атаки на севере большевики прорвали оборону крепостей в Гродно и Бресте, а в конце июля — начале августа 1920 года бои шли уже по линии Буга и Нарева. Положение было настолько сложным, что тогдашний премьер-министр Владислав Грабский во время международной конференции в Спа 9 июля 1920 года начал переговоры с целью получить помощь стран Западной Европы. Последствием обязательств, взятых на себя Грабским в Спа (прежде всего, согласия на невыгодное для Польши прохождение восточной границы — т. н. Линии Керзона), была отставка его кабинета и создание Правительства Национальной Обороны под руководством Винценты Витоса.
Международное положение Польши также было невыгодным: Великобритания стремилась любой ценой принудить её к миру с РСФСР, Чехословакия отказалась пропускать транспорт с оружием и амуницией, а британские и гданьские докеры под влиянием коммунистов затрудняли и замедляли погрузку и разгрузку военных грузов. Реальную помощь оружием и амуницией Польша получила только от Франции и Венгрии. Сложной ситуацией на фронте старались воспользоваться её противники. В июле Польша проиграла плебисцит в Вармии, Мазурии и Повисле за принадлежность этих земель. В Силезии действия немцев привели к началу Второго Силезского восстания (в ночь с 19 на 20 августа 1920 г.).
В Белоруссии к началу Июльской операции 1920 года советские войска также получили значительное усиление: в составе Западного фронта были созданы 2 новые армии и конный корпус. Численность войск возросла до 92 тыс. штыков и сабель, в то время как противник имел 72 тыс. штыков и сабель. Наступление Западного фронта началось 4 июля. Уже 11 июля советские войска освободили Минск, 14 июля — Вильно (Вильнюс). К концу июля были полностью освобождены территории Белоруссии и большей части Западной Украины, военные действия перенесены в пределы Польши. Войска Западного фронта развернули наступление на Варшаву, а Юго-Западного фронта — на Львов.
