De slag om Warschau en “het wonder op de Wisla”
Hoewel het tij van de oorlog zich tegen hem leek te keren, verloor Piłsudski nooit de moed. Omdat hij wapens en munitie nodig had, stuurde hij zijn minister-president, Władysław Grabski, en zijn chef van de generale staf, Tadeusz Rozwadowski, op missie naar de Hoge Geallieerde Raad, die op dat moment in België vergaderde. De Westerse Geallieerden beloofden hulp die ofwel niet kwam (zoals van het Verenigd Koninkrijk) of te laat (zoals van Frankrijk). Een Frans-Britse diplomatieke en militaire missie, geleid door generaal Maxime Weygand, werd echter naar Warschau gezonden. Piłsudski bood Weygand de post van chef van de Poolse generale staf aan, maar Weygand weigerde verstandig en werd, in plaats daarvan, adviseur van Rozwadowski. Op dat moment rukte Tukhachevsky nog steeds op in westelijke richting, met het stoutmoedige plan om bij Płock de Vistula over te steken en zo de verdedigers van Warschau van achteren aan te kunnen vallen. Piłsudski zag dit voornemen en schreef, na overleg met Rozwadowski en Weygand, in de nacht van 5 op 6 augustus 1920 zijn historische dagorder, waarin hij voorschreef (1) dat in het zuiden de vijand ten oosten van Lviv (nu in Oekraïne) moest worden tegengehouden; (2) dat in het noorden de linkerflank van de Poolse strijdkrachten moest worden gedekt en de rechteroever van de Wisla moest worden bezet voor de verdediging van Warschau; en (3) dat in het centrum een leger van vijf divisies moest worden geconcentreerd bij de rivier de Wieprz voor een strategische manoeuvre die tot doel had de achterhoede van de Sovjet-legers te ontwrichten wanneer deze Warschau naderden.
Het moreel in Polen was hoog, en de missie van Weygand had geholpen om de bevoorrading van de frontlinies te herstellen. Nieuwe versterkingen werden overgebracht vanuit depots in West-Polen, en uitgeputte eenheden ontvingen nieuwe voorraden van vitaal materiaal. De Russische troepen in het zuiden ondernamen geen gezamenlijke actie en leken geen idee te hebben van de komende aanval. Het vijfde leger van generaal Władysław Sikorski in het noorden was de eerste die oprukte. Een Sovjetbeweging rond zijn linkerflank had alarmerende proporties aangenomen en moest worden gestopt. Op 14 augustus rukte hij op vanuit zijn defensieve positie bij Modlin Fortress, ten noorden van Warschau, en stuitte meteen op het Vijftiende Leger van de Sovjet-Unie. Sikorski ging door met zijn aanvallen gedurende de hele periode van 15-16 augustus, zijn mannen vochten met vastberadenheid. Zelfs het verschijnen van elementen van het Vierde Sovjetleger in zijn linker achterhoede kon hem niet afschrikken. Nadat hij dekkingsdetachementen had gestuurd om zijn achterhoede te bewaken, viel Sikorski op 17 augustus opnieuw aan. Zijn vastberadenheid werd beloond, en de Russen gaven zich voor hem gewonnen. Hun terugtocht veranderde al snel in een routinier.
Piłsudski zelf nam het bevel over de operatie Wieprz op zich, en op 16 augustus begon hij met zijn stootdivisies op te rukken. De aanval op de linkerflank van het zestiende Sovjetleger kwam als een complete verrassing, en zij boden weinig weerstand. In de volgende twee dagen legden de Polen meer dan 80 km af. Op 18 augustus was het Derde Leger van de Sovjet-Unie, dat tussen het Vijftiende (vernietigd door Sikorski) en het Zestiende (gebroken door Piłsudski) lag, in hopeloze verwarring teruggevallen.
Op het uiterste punt rechts van de Sovjet-Unie had het Vierde Leger, dat enkele van de meest ervaren regimenten van het Rode Leger bevatte, evenals het cavaleriekorps, de Vistula bereikt tussen Toruń en Płock als onderdeel van een grote omtrekkende beweging. Het Vierde Leger maakte zich op voor een aanval op de Poolse linkerflank toen Sikorski plotseling oprukte. Als de Sovjets toen al agressief waren doorgegaan met hun aanval, dan was dat misschien gelukt, maar ze aarzelden en waren verloren. Hun halfslachtige pogingen tegen Sikorski’s linkerflank hadden weinig effect, en het was pas op 20 augustus dat Tukhachevsky’s bevel voor een algemene terugtocht hen bereikte. Op 22 augustus bij Mława (nu in Polen), en op 28 augustus bij Chorzele (nu in Polen), slaagden ze erin zich een doorgang door de Poolse linies te banen, maar op 24 augustus bij Kovno stuitten ze op het Vierde Leger van Pilsudski. Bijna zonder een poging te doen om aan te vallen, gingen ze schandelijk over de Oost-Pruisische grens naar internering.
Het tempo van de Poolse achtervolging was opmerkelijk. Van 16-25 augustus hadden de leidende eenheden van het Poolse Tweede Leger zo’n 200 mijl (320 km) afgelegd. Het Poolse Vierde Leger legde gemiddeld 25 mijl (40 km) per dag af in hun opmars. Poolse aanvoerlijnen werden ver achtergelaten, en de troepen bestonden zo goed als ze konden op het uitgeputte platteland. Tegen die tijd was de Sovjet weerstand zo volledig gebroken dat er weinig vrees was voor een tegenaanval en de Poolse eenheden hadden ruim de tijd om zich te reorganiseren. De poging van Tukhachevsky om stand te houden langs de lijn Sejny-Grodno-Volkovysk eindigde in een nieuwe nederlaag (20-28 september). Begin oktober hadden de Poolse troepen het grootste deel van het in 1919 bezette gebied heroverd.