Quand l'invasion de la Pologne est lancée, la 3. Infanterie-Division fait partie du d'armée, , Heeresgruppe Nord (groupe d'armés Nord). La est censée attaquer à travers le « corridor polonais » depuis la Poméranie dans le but de rejoindre la 3. Armee () en Prusse orientale et isoler les troupes côtières polonaises dans la région de Dantzig. La zone de l'attaque de la 3. Infanterie-Division est la forêt de Tuchola, mal défendue par la 9e division d'infanterie polonaise et la brigade de cavalerie « Pomorska ». La division brise les défenses ennemies à Seenkette, entre Nandsburg et Mrotschen, et traverse la rivière Braha à l'ouest de Crone, d'où elle pousse jusqu'à la Vistule dans la région de Topólno-Grabowko. La 3. Infanterie-Division prend ensuite part à un combat de poursuite en direction de Modlin. Elle participe à des opérations de sécurité pour réduire la poche de Bzura entre Włocławek et Wyszogród, avant de combattre près de Plock et d'avancer vers Gostynin, terminant la campagne de Pologne dans les environs de Lowicz.