В ночь с 16 на 17 сентября польское правительство и верховное командование бегут из страны на территорию Румынии. В более поздних документах говорится о том, что министр иностранных дел Польши Юзеф Бек был германским шпионом. Но это было неправдой. Бека интернировали в Румынии, и немцы давили на румын, чтобы он был под жёстким режимом. В ту же ночь защитники Брестской крепости в организованном порядке покидают форты и отходят за Буг.
Исторический факт: Красная армия пришла в движение через двое суток после того, как Риббентроп в очередном послании прозрачно намекнул на возможность создания в западной Украине ОУНовского государства. Перед началом операции советские войска были сведены в два фронта: Украинский под командованием будущего наркома обороны Семёна Тимошенко и Белорусский генерала Михаила Ковалёва. Поворот на 180 градусов произошёл так стремительно, что многие красноармейцы и командиры думали, будто идут воевать с фашистами. Поляки тоже не сразу поняли, что это не помощь. Произошёл ещё один казус: политруки разъяснили бойцам, что предстоит «бить панов», но установку пришлось срочно менять: выяснилось, что в соседней стране панами и пани являются все.
Через 17 дней после начала германо-польской войны в 6 часов утра Красная армия крупными силами (21 стрелковая и 13 кавалерийских дивизий, 16 танковых и 2 моторизованные бригады, всего 618 тысяч человек и 4.733 танка) перешла советско-польскую границу на протяжении от Полоцка до Каменец-Подольска. В СССР операцию называли «освободительным походом», в современной России нейтрально именуют «польским походом». Часть историков считает 17 сентября датой фактического вступления Советского Союза во Вторую Мировую войну.
Оправдывая нарушение советско-польского договора о ненападении от 25 июля 1932 года (в 1937-м его действие было продлено до 1945-го), советская сторона утверждала, что польское государство фактически перестало существовать. «Германо-польская война явно показала внутреннее банкротство польского государства. Тем самым прекратили своё действие договора, заключённые между СССР и Польшей», – говорилось в ноте, вручённой вызванному в НКИД 17 сентября польскому послу Вацлаву Гжибовскому заместителем наркома иностранных дел Владимиром Потёмкиным.
Гжибовский ответил: «Суверенность государства существует, пока бьются солдаты регулярной армии. Наполеон вошёл в Москву, но, пока существовала армия Кутузова, считали, что Россия существует. Куда же подевалась славянская солидарность?». Советские власти хотели арестовать Гжибовского и его сотрудников. Польских дипломатов спас германский посол Вернер фон Шуленбург, напомнивший новым союзникам про Женевскую конвенцию.