Protester skrek "demokrati" och viftade banderoller som kritiserade planerade ändringar av lagar om övervakning.
Åtgärderna skulle öka myndigheternas tillgång till digitala data och möjliggöra större övervakning av polisen.
EU undersöker om den nya lagstiftningen bryter mot dess normer.
Det konservativa partiet Law and Justice valdes med majoritet i oktober förra året - första gången sedan demokratin återupprättades 1989 fick ett enda parti ett mandat att styra ensam.
"Vi vill behålla vår demokrati och frihet", sade en av organisatörerna.
"Vår integritet, intimitet är hotad, vi kan följas, bevakas både i våra hem, och online," Mateusz Kijowski, ledare för kommittén för försvar av demokrati, berättade demonstranterna.
En banderoll som bars i Warszawa löd: "Du ska lyssna, inte lyssna."
En annan skylt sa "Grattis på nytt 1984", en tydlig hänvisning till den auktoritära stat som skildras i George Orwells roman 1984.
I Warszawa samlades den uppskattningsvis 10 000 starka skaran framför premiärminister Beata Szydlo innan den marscherade till president Andrzej Dudas palats.
EU håller på att göra en preliminär bedömning av om den konstitutionella domstolens makt hindras och att offentliga medier sätts under statlig kontroll strider mot blockets rättsstatsprincipen.
Szydlo berättade i veckan för EU:s lagstiftare att hennes regering inte hade brutit mot EU:s eller Polens lagar och hade mandat att se över landets lagar.
Tusentals polacker har deltagit i marscher i Warszawa och andra städer för att protestera mot den konservativa regeringens planer, som de säger kommer att inskränka privatlivet och friheten.