במרץ 1942 פתחה הממשלה הפולנית הגולה צירות באוטווה. היחסים עם ממשלת פולין הגולה בלונדון טופלו על ידי הוועדה הגבוהה הקנדית בלונדון. במהלך המלחמה לחמו כוחות קנדים ופולנים לצד הפשיטה על דייפ בצרפת באוגוסט 1942. הקורפוס הקנדי הראשון והקורפוס הפולני השני לחמו יחד כחלק מהארמייה השמינית הבריטית במערכה האיטלקית מפברואר 1944, כאשר הקורפוס הפולני השני נכנס לפעולה עד לפברואר 1945, כאשר הקורפוס הקנדי הראשון הועבר לארצות השפלה. החל מחודש יולי 1944, הדיוויזיה הפולנית המשוריינת הראשונה בפיקודו של הגנרל סטניסלב מאצ'ק שרתה בקורפוס הקנדי השני בפיקודו של הגנרל גיא סימונדס. דיוויזיית השריון הראשונה נלחמה כחלק מהקורפוס הקנדי השני במערכה בנורמנדי, ההתקדמות לארצות השפלה, קרב שפך הסכלדה ובשחרור הולנד. בים, המשחתת הפולנית ORP Błyskawica (שהקנדים כינו אותה "בקבוק הוויסקי" בגלל חוסר יכולת לבטא נכון את Błyskawica) שרתה לצד המשחתת הקנדית HMCS Haida בשייטת המשחתות ה-10 שנלחמה במשחתות הגרמניות על השליטה בתעלת לה מאנש. בשנת 2007, "Błyskawica" ו-Haida הוכרזו כ"תאומות" בגלל השירות שלהם יחד. זמן קצר לאחר תום המלחמה, שתי המדינות כוננו מחדש את היחסים הדיפלומטיים והצירויות שלהן שודרגו לשגרירויות באפריל 1960.