Согласно советскому плану операции, утверждённому И.В. Сталиным 28 июля 1944 года, Варшаву предполагалось брать не в лоб, а обойти с севера и юга, создав для этого плацдармы на Висле. Такая тактика учитывала и необходимость сохранения города как одного из центров славянской культуры. 28 июля - 2 августа 1944 года советские войска создали плацдарм к югу от Варшавы и передали его частям Войска Польского, которые должны были, наступая вдоль реки, войти в Варшаву с юга. К этому времени войска 1-го Белорусского фронта (командующий - Маршал Советского Союза К.К. Рокоссовский), находившиеся под Варшавой, пройдя с непрерывными боями более 600 км, были крайне измотаны. К тому же тылы отстали, отсутствовало воздушное прикрытие, так как 16-я воздушная армия еще не успела перебазироваться на ближайшие к фронту аэродромы. Так что для советского командования восстание началось в самый неподходящий момент, ибо приковывало к Варшаве пристальное внимание гитлеровцев, перебросивших сюда дополнительные силы.

Зная обо всём этом, германское командование решило нанести мощный танковый контрудар со стороны Варшавы в тыл советскому плацдарму на Висле. Для этих целей привлекалось 5 танковых дивизий, переброшенных из Румынии, Голландии и Италии. Всего под Варшавой в конце июля немцы сосредоточили 51,5 тыс. солдат и офицеров, 1158 орудий и миномётов, 600 танков и САУ.

Находившаяся ближе всего к польской столице советская 2-я гвардейская танковая армия насчитывала 32 тыс. бойцов, 468 орудий и миномётов, 425 танков и САУ. Ударив с трёх сторон, немцы фактически окружили и уничтожили 3-й танковый корпус 2-й армии и 2-3 августа отбросили советские войска от Варшавы, которые на подступах к городу потеряли 280 танков и оказались вынужденными перейти к обороне.

Между тем Миколайчик прибыл в Москву. 31 июля он встретился с наркомом иностранных дел СССР В.М. Молотовым. В ходе беседы польский премьер ни словом не обмолвился о планируемом восстании. Знавший о подготовке восстания Черчилль также ничего не сообщил Сталину.

1 августа 1944 года в назначенный час "W" восстание вспыхнуло по всей Варшаве. К АК с первых дней присоединились несколько сот бойцов Армии Людовой, основная же часть АЛ была выведена из города ещё до восстания для налаживания партизанской борьбы в лесах. Повстанцы захватили большую часть столицы, но не смогли занять, ни одного крупного правительственного здания. Вокзалы, главные транспортные артерии и, что особенно важно, мосты через Вислу остались в руках противника. В самом городе повстанцы, овладев рядом районов, всё же не смогли создать единой освобождённой территории, ибо всюду остались немецкие опорные пункты. Сам Коморовский признавал, что город в смысле расположения противоборствующих сторон напоминал "шахматную доску". В первый же день необстрелянные части АК, состоявшие в основном из молодёжи и интеллигенции, понесли тяжёлые потери - около 2000 человек против 500 солдат и офицеров противника.

Находясь в Москве, польский премьер под влиянием оптимистических сообщений Коморовского на первой встрече со Сталиным 3 августа 1944 года сообщил, что "польская подпольная армия" 1 августа начала открытую борьбу против немцев в Варшаве, и он вскоре намерен выехать туда, чтобы создать своё правительство. Сталин возразил, что Варшава, похоже, ещё находится в руках немцев. Однако Миколайчик настаивал, что город будет вскоре полностью освобождён. "Дай бог, чтобы это было так", - ответил советский лидер. Сталин дал в ходе беседы весьма точную характеристику Армии Крайовой, подчеркнув, что она слаба и не вела против гитлеровцев активной борьбы. Сталин прямо сказал Миколайчику, что тактика АК, по его мнению, состоит в том, чтобы "беречь себя и затем объявиться, когда в Польшу придут англичане или русские"

Начиная с 4 августа немцы приступили к планомерному подавлению восстания силами СС, полиции, украинских националистов и так называемой РОНА. С 10 по 20 августа 1944 г. в Варшаве свирепствовали подручные предателя, организатора "Русской освободительной народной армии" (это не РОА Власова), в то время бригаденфюрера и генерал-майора войск СС Бронислава Каминского, которые начали дикую расправу над польскими женщинами и детьми. Этим немцы хотели предметно показать полякам, что их ждёт, когда придут русские! Затем после показательной жестокости "восточных варваров" бригаду Каминского вывели из Варшавы, её личный состав передали Власову, а Каминского за плохое обращение с поляками расстреляли! ("Исторический архив", 4, 1994. С.62). Но ни один из немцев, сжигавший польских женщин и детей из огнемётов, не был наказан. Справедливость по-нацистски. Но некоторые поляки поверили в неё и для них главные виновники варшавской трагедии - русские.

При подавлении восстания гитлеровское командование, используя разобщённость восставших, методично, по очереди уничтожало очаги сопротивления, применяя тяжёлые орудия, бронепоезда, танки и огнемёты. Повстанцы несли значительные потери, вскоре стал ощущаться недостаток боеприпасов. Учитывая всё это, печать АК начала публикацию материалов о том, что восстание якобы согласовывалось с англичанами и представителем командующего 1-м Белорусским фронтом. При этом за "представителя Рокоссовского" штаб АК выдавал некоего капитана Калугина, якобы заброшенного к повстанцам по воздуху. На Калугина ссылался даже Миколайчик в ходе второй беседы со Сталиным 9 августа 1944 года. На самом деле Калугин служил офицером во власовской армии, сбежал в декабре 1943 года к польским партизанам. 5 августа 1944 года Калугин передал из штаба Коморовского телеграмму Сталину с просьбой помочь восставшим оружием.

2 августа 1944 года разведка 1-го Белорусского фронта получила первые, весьма расплывчатые сообщения о восстании в Варшаве. Обстановка на тот момент оставалась неясной даже для Коморовского. В город был сброшен советский связной офицер с радиостанцией, но он погиб, так как советское командование не знало точного расположения повстанческих сил.

В беседе со Сталиным 9 августа тон Миколайчика был уже совсем другим: он просил быстрейшей помощи повстанцам оружием. Сталин не возражал. Однако он справедливо отметил, что восставшим требуется, прежде всего, тяжёлое оружие, а сбросить его с самолётов технически не представляется возможным. В целом советский лидер расценил восстание как "нереальное дело", так как у немцев под Варшавой три танковые дивизии и много пехоты. "Просто жалко этих поляков" (т.е. повстанцев). Сталин весьма откровенно сказал, что вначале считал взятие Варшавы советскими войсками делом нескольких дней, однако противник перебросил под город дополнительные силы и теперь освобождение польской столицы потребует времени. Советский лидер предложил направить к повстанцам офицера связи с системой сигналов и шифров. Одновременно при участии специального представителя Ставки ВГК Г.К. Жукова 8 августа 1944 года был разработан новый план освобождения Варшавы. Однако операция не могла начаться ранее 25 августа. Положение осложнялось и тем, что гитлеровцы во второй половине августа резко активизировали нажим на плацдарм к югу от Варшавы, так что для его удержания пришлось отвлечь дополнительные силы.

Тем временем восстание принимало характер всенародной борьбы против оккупантов: героически сражавшиеся варшавяне не знали о закулисных манёврах руководства АК и истинных мотивах восстания. А в печати АК усилились нападки на СССР, который, якобы заранее зная о восстании, не оказывает теперь никакой помощи. В качестве ответной меры 13 августа 1944 года публикуется заявление ТАСС; в нём подчёркивалось, что Советский Союз не имеет к восстанию никакого отношения и оно с ним предварительно не согласовывалось.