3 września 1939r. utworzono Dowództwo Obrony Warszawy z gen. Walerianem Czumą na czele. Siecią cywilnej obrony miasta kierował natomiast niezłomny prezydent Stefan Starzyński. Od 8 do 28 września 1939r. trwały walki o Warszawę.
Od pierwszych godzin wojny Warszawa stała się celem nalotów Luftwaffe. 1 września atakowały one m.in. lotnisko Okęcie i osiedle mieszkaniowe na Kole. W kolejnych dniach niemieckie bomby spadły na pozostałe dzielnice, niszcząc liczne budynki zamieszkane przez ludność cywilną. Od 8 września walki z udziałem lądowych sił Wehrmachtu (3 i 4 Armia) trwały na ulicach stolicy. W dniach 17–22 września garnizon warszawski został wzmocniony przez oddziały Armii „Poznań” i Armii „Pomorze”, które po bitwie nad Bzurą przez Puszczę Kampinoską, przedarły się do stolicy. 25 września 1939r. został przeprowadzony nalot dywanowy. Niemieckie samoloty zrzuciły wówczas na oblężoną stolicę 560 ton bomb burzących i 72 tony bomb zapalających. Dzień później ruszył szturm generalny na Warszawę. Zmęczone siły polskie nie były w stanie dłużej bronić miasta – dowództwo zdecydowało o podjęciu rozmów ws. kapitulacji. Akt kapitulacji został podpisany 28 września 1939r. dawnej Fabryki Silników Lotniczych Skody na Okęciu. Po polskiej stronie poległo 2000 wojskowych obrońców miasta, około 16 000 zostało rannych. Po niemieckiej stronie zginęło 1500 żołnierzy, rannych było 5000. Niemcy zabili również co najmniej 10 000 cywilnych warszawiaków. Co istotne, Warszawa skapitulowała, lecz nie uległa: już 27 września 1939r. powstała konspiracyjna Służba Zwycięstwu Polski, zalążek Polskiego Państwa Podziemnego.
Warto przypomnieć ostatnie, dramatycznie przejmujące przemówienie radiowe Stefana Starzyńskiego, skierowane do mieszkańców 23 września 1939r.: „Chciałem, by Warszawa była wielka. Wierzyłem, że wielka będzie. Ja i moi współpracownicy kreśliliśmy plany, robiliśmy szkice wielkiej Warszawy przyszłości. I Warszawa jest wielka. Prędzej to nastąpiło, niż przypuszczaliśmy. Nie za lat pięćdziesiąt, nie za sto, lecz dziś widzę wielką Warszawę. Gdy teraz do was mówię, widzę ją przez okna w całej wielkości i chwale, otoczoną kłębami dymu, rozczerwienioną płomieniami ognia, wspaniałą, niezniszczalną, wielką, walczącą Warszawę. I choć tam, gdzie miały być wspaniałe sierocińce – gruzy leżą, choć tam, gdzie miały być parki – dziś są barykady gęsto trupami pokryte, choć płoną nasze biblioteki, choć palą się szpitale – nie za lat pięćdziesiąt, nie za sto, lecz dziś Warszawa broniąca honoru Polski jest u szczytu swej wielkości i sławy”.
30 września 1939r. pierwsze patrole niemieckie pojawiały się w Warszawie, natomiast większe, zorganizowane oddziały wmaszerowały do stolicy 1 października 1939r. 5 października kanclerz III Rzeszy Niemieckiej Adolf Hitler przyjął w Alejach Ujazdowskich defiladę wojsk niemieckich.