המרד הגיע לשיא הצלחתו ב־4 באוגוסט, כאשר חיילי "צבא המולדת" הצליחו להשתלט על חלק גדול מהרבעים המערביים של ורשה, וולה ואוחוטה. אולם באותו יום מונה גנרל האס אס אריך פון דם באך-צלבסקי למפקד כל הכוחות הגרמניים, שהופעלו לצורך דיכוי המרד, וקיבל החלטה שהצד הגרמני ייטול את היוזמה לידיו, ויעבור ממגננה למתקפה. כוחות התגבורת שנשלחו לוורשה לסייע בדיכוי המרד כללו גם כוח בסדר כוחות של בריגדה מוגברת תחת פיקוד היינץ ריינפרט, שהורכב מיחידות משטרה וביטחון פנים (שהשתייכו לוואפן אס.אס), שהופעלו קודם לכן בעיקר במשימות לוחמה נגד פרטיזנים בחזית המזרחית. הכוח כלל, בין השאר, רגימנט תחת פיקוד אוסקר דירלוונגר, במסגרתו שירתו גם פושעים פליליים (כ-900 חיילים), ורגימנט מתוגבר שהורכב מרוסים, משתפי פעולה עם הנאצים, מהבריגדה של ברוניסלב קמינסקי (כ-1700 חיילים). המטרות הראשוניות של הפיקוד הגרמני היו להבטיח את שליטתו על צירי התנועה המרכזיים החוצים את ורשה, והמובילים לגשרי הוויסלה, וכן להרחיק את כוחות המורדים מהגדה המערבית של הוויסלה (כדי למנוע מהם לסייע לאפשרות של צליחת הנהר על ידי כוחות הצבא האדום), באמצעות התקפה מתמקדת מצפון ומדרום.
טבח וולה.
ב־5 באוגוסט החלו כוחותיו של ריינפארט, שכללו שלושה צוותי קרב בסד"כ של רגימנט, לתקוף את עמדות המורדים ברבעים המערביים של ורשה, וולה ואוחוטה. הם התקדמו מערבה לאורך הרחובות "וולסקה" ו"גורצזוונסקה" לכיוון ציר התנועה הראשי שחצה את העיר, אלייה ירוזולימסקה ("שדרות ירושלים"). יחידות הס"ס נתקלו בהתנגדות עזה של יחידות המחתרת הפולנית, והצליחו להתקדם רק כמה מאות מטרים במהלך היום. אולם ברחובות שנכבשו ומאחרי קו החזית הם החלו לפעול בהתאם להנחיותיו של היינריך הימלר, שהורה למחוץ את המרד בוורשה ללא רחמים, מבלי להבחין בין לוחמים לבין אוכלוסייה אזרחית בלתי מעורבת. מטרת המדיניות הזאת הייתה להטיל טרור על האוכלוסייה הפולנית, ולשבור את רצון הלחימה של המורדים, כדי שניתן יהיה לדכא את המרד במהירות, באמצעות כוחות קטנים יחסית, מבלי להסתבך בקרבות רחוב קשים. יחידות משטרה וס"ס עברו מבית לבית, הוציאו את התושבים מדירותיהם, וביצעו הוצאות להורג המוניות, ללא התחשבות בגיל או במין. חלק מהתושבים רוכזו במחנות ריכוז מאולתרים, שם הרעיבו ועינו אותם. הנאצים לא חסו גם על בתי חולים. הם התעללו בחולים ובצוותים הרפואיים ולאחר מכן הוציאו אותם להורג. היחידות ש"הצטיינו במיוחד" במעשי הטבח והזוועה ההמוניים היו הרגימנטים בפיקוד קמינסקי ודירלוונגר, ש"התמחו" בביצוע פשעי מלחמה באוכלוסייה אזרחית במהלך שירותם בחזית המזרחית. אנשיהם ביצעו גם מספר רב של מעשי ביזה ואונס. לפי הערכות שונות נרצחו בוולה ואוחוטה 40–100 אלף אזרחים במהלך המחצית הראשונה של חודש אוגוסט.
לאחר מספר ימים של טבח המוני באזרחים התברר לפיקוד הגרמני, שמדיניות הטרור כלפי האזרחים לא רק שאינה משיגה את מטרתה, אלא אף גורמת להקשחת התנגדותם של המורדים הפולנים. בנוסף לכך, מספר מפקדים בכירים בוורמאכט מחו נגד מעשי הזוועה שבוצעו על ידי יחידות המשטרה והס"ס בוורשה, ודרשו לשים קץ להשתוללות יחידותיהם של קמינסקי ודירלוונגר. אריך פון דם באך צלבסקי נתן הוראה ליחידות תחת פיקודו להפסיק לטבוח באזרחים הפולנים, אך התקשה לכפות עליהם את מרותו, ומעשי הזוועה פסקו רק בהדרגה. ב-19 באוגוסט הועמדו ברוניסלב קמינסקי וקציני המטה של הבריגדה שלו לדין צבאי בעוון ביזה, והוצאו להורג בו ביום. עם זאת, הנאצים המשיכו להוציא להורג את כל לוחמי המחתרת שנשבו על ידם עד אמצע ספטמבר 1944.
ב־7 באוגוסט הצטרפו לכוחות הגרמניים שלחמו בוולה טנקים, והם השתמשו בנשים פולניות כמגינים אנושיים עבורם. לאחר יומיים של לחימה קשה, הצליחו יחידות הס"ס לפצל לשניים את השטח בשליטת המורדים בוולה, ולהגיע עד לכיכר "באנקווי" (Bankowy).
אוחוטה.
במקביל לטבח בוולה, תקפה בריגדת קמינסקי את עמדות המורדים ברובע אוחוטה (Ochota). כוחות המחתרת הפולנית, שהגנו על האזור היו מורכבים משני גדודים, מצוידים בחימוש דל, בעוד שיחידות הס"ס הסתייעו בטנקים ובארטילריה. אולם החיילים של קמינסקי התרכזו בעיקר במעשי ביזה, אונס וטבח המוני של האוכלוסייה האזרחית, ולא היו נלהבים לעסוק בלחימה של ממש נגד כוחות המורדים באזור. כתוצאה מכך, הצליחו כוחות "צבא המולדת" להחזיק בעמדותיהם באוחוטה עד ל־11 באוגוסט, ורק אז נסוגו לכיוון רובע מוקוטוב (Mokotów). במהלך כיבוש הרובע נרצחו כעשרת אלפים אזרחים פולניים.
העיר העתיקה.
למרות אובדן וולה ואוחוטה, התנגדות יחידות "צבא המולדת" בוורשה לניסיונות הכוחות הגרמניים להשתלט מחדש על העיר התחזקה, והגרמנים התקשו להשיג התקדמות משמעותית, למרות חימושם העדיף, והשימוש שעשו בנשק כבד. שוב הוכח שבלוחמה בשטח עירוני צפוף, כוחות מיליציה חלשים יחסית ודלי חימוש, יכולים להתגונן בהצלחה מול כוחות צבא מקצועיים ומצוידים היטב, הנהנים מעליונות טכנולוגית.
אזור העיר העתיקה (בפולנית "Starówka" או "Stare Miasto") הוחזק על ידי כוחות חלשים של המורדים, אך הוא יצר איום על השליטה הגרמנית בגשר קיירבדז' (Kierbedź). נוסף על כך, העמדות הפולניות היו קרובות מספיק ליצור איום על קו מסילת הרכבת הצפוני ועל מאחז ציטאדלה (Cytadela). מפקדי "צבא המולדת" ידעו שהגרמנים תכננו לנתק את העיר הישנה משאר חלקי ורשה באמצעות התקפות מצפון (לאורך קו מסילת הברזל לכיוון הוויסלה) ומדרום (מכיכר באנקווי [Bankowy] לגשר (מוסט) קיירבדז'ה [Most Kierbedzia]) לה. ב־9 באוגוסט היחידות הגרמניות מאזור מאריינשטאט (Mariensztat) הצליחו לכבוש את הארמון המלכותי, אך נכשלו בניסיון להתקדם ללב העיר העתיקה. צבא המולדת ערך התקפת נגד וב־12 באוגוסט הכריח את הגרמנים לסגת מכיכר באנקווי. אף על פי כן, ההפגזות והשימוש הנרחב בטנקים גרמו אבדות כבדות למורדים המגינים על העיר העתיקה ולאוכלוסייה האזרחית. אחד הבניינים הראשונים שהופצצו היה בית החולים־שדה שסומן עם סמל ענק של הצלב האדום על גגו.
ההתקפה הגרמנית מצפון לעיר העתיקה הואטה, לאחר ששני הצדדים ספגו אבדות כבדות. לוחמה עירונית קשה פרצה באזור "כיכר באנקווי", תוך שהכיכר והמחסום הקרוב ברחוב "טוומקי" מחליפים שליטה מספר פעמים. הגרמנים הצליחו לחבור עם כוחותיהם הנצורים בארמון, ששימש כמפקדת חיל המצב הגרמני בוורשה ("Mostowski Palace") ב־15 באוגוסט, אך הארמון הפך לזירת לחימה עזה, שהתנהלה בטווחים קצרים. הקרבות נמשכו עד ל־18 באוגוסט, כאשר שני הצדדים נסוגו מן ההריסות.
שטח ההפקר סביב עמדות המורדים בעיר העתיקה כלל את מה שנותר מגטו ורשה ואזורים פתוחים רבים סביב כיכר "קרצלאק" ("Kercelak"), רחוב "ז'יטניה" ("Żytnia") ורחוב "לשנו" ("Leszno"). הרחובות הצרים של העיר העתיקה העניקו יתרון למורדים והיקשו על התקדמות הכוחות הגרמניים. לאחר מספר הצלחות ראשוניות בכיבוש שטח ההפקר והשוליים החיצוניים של העיר העתיקה, הואטה ההתקדמות הגרמנית. הגרמנים השתמשו במסות של ארטילריה לצורך ההפגזות המתמשכות שלהם על האזורים שבשליטת המורדים. על־פי פון דאם באך עצמו, הנשק הכבד שהופעל על ידי כוחותיו כלל:
השימוש בארטילריה כבדה והפצצות מתמשכות מן האוויר (למטוסים משדה התעופה אוקנצ'ה נדרשו 5 דקות בלבד כדי להגיע ליעדיהם) הביאו לעלייה משמעותית במספר הנפגעים האזרחיים ולהרס רב. השימוש בהפצצות מהאוויר התבצע בהוראה ישירה של אדולף היטלר, היינריך הימלר והיינץ גודריאן.
על־אף העליונות המספרית והטכנולוגית של הגרמנים, העיר העתיקה הוחזקה על ידי הפולנים עד לסוף אוגוסט. אולם המחסור במזון, מים, ותחמושת הפך את המשך ההגנה לבלתי־אפשרי. מספר ניסיונות לפריצה דרך העמדות הגרמניות בפארק "אוגרוד סאסקי" לעיר התחתית ודרך מסילת הרכבת הצפונית לז'וליבוז' נכשלו. ב־2 בספטמבר מגיני העיר העתיקה נסוגו דרך צנורות הביוב. יותר מ-5,300 גברים ונשים נחלצו משם בדרך זו.
לוחמה תת-קרקעית.
מערכת הביוב העירונית של ורשה מילאה תפקיד מרכזי במהלך המרד. כוחות המחתרת הפולנית עשו שימוש רב בתעלות הביוב כדי לנוע מתחת לאזורים הכבושים על ידי הגרמנים, ולשמור על הקשר בין האזורים השונים שנותרו בשליטתם (למורדים כמעט שלא היו מכשירי קשר). תעלות הביוב שימשו גם כאמצעי מילוט מאזורים שלא ניתן היה להמשיך להגן עליהם. בשלבי הסיום של המרד נותרו בשליטת המורדים בוורשה רק שלושה אזורים, שהקשר היחיד ביניהם התקיים באמצעות התעלות התת-קרקעיות.
החיים מאחורי קווי החזית.
בשבועות הראשונים של המרד ניסו האזרחים באזורים שנכבשו על ידי כוחות המחתרת לחזור לשגרות חיים נורמלית. חיי התרבות היו פעילים למדי, עם בתי־קולנוע, בתי־דואר ועיתונים שנפתחו. אולם בשלבי הסיום של המרד, המחסור במזון ובתרופות, הצפיפות, ההפגזות הארטילריות וההפצצות האוויריות חסרות ההבחנה של הנאצים, כל אלו הפכו את חיי האזרחים שנותרו בוורשה לקשים יותר ויותר.
התפקיד שמילאו לוחמים שלא השתייכו ל"צבא המולדת" במרד.
על־אף שרובם המכריע של המורדים בוורשה השתייכו ל"צבא המולדת", השתתפו במרד גם כ-1700 לוחמים מארגוני התנגדות אחרים. בנוסף ללוחמי המחתרת הפולנים השתתפו בלחימה לצד המורדים גם מספר עריקים הונגרים וכן מספר אסירים איטלקיים, שברחו ממחנות שבויים בפולין. ג'ון וורד, טייס בחיל האוויר הבריטי, שנמלט מהשבי הגרמני, שימש כאלחוטן אצל המורדים בוורשה, והעביר מסרי רדיו מוצפנים לבריטים ולממשלה הפולנית הגולה בלונדון, שנתנו להם תמונת מצב על המתרחש בוורשה.