不过，苏联仍旧承诺会尽快出兵。 9月17日，苏联红军入侵波兰，迫使波兰政府和军队放弃长期固守地区的计划。波兰陆军的最后残部于10月初投降。10月6日，德国和苏联占领波兰全境，波兰战役结束。参与波兰战役的德苏两国部队在布列斯特举办了联合阅兵式，随后在利沃夫举行胜利游行。后来德国和苏联以交换战俘的形式继续合作。根据拉夫连季·贝利亚1939年10月3日对内务人民委员部下达的命令，苏联以名波兰战俘交换了德国关押的名波兰战俘。波兰战役造成德军人阵亡、人失踪和人受伤；674辆战车损毁，其中200余辆战车完全报废