Liettuan–Neuvosto-Venäjän rauha
Sopimuksen jälkeen > Puolan–Liettuan sota

Kun sopimuksesta neuvoteltiin ja se allekirjoitettiin, oli suuri osa Liettuan alueesta Puna-armeijan miehittämänä. Puolalaisten perääntyessä Länsi-Venäjän alueilta Liettua yritti turvata sopimuksessa hahmotellun rajalinjansa. Liettuan armeija ylitti Fochin linjan 19. heinäkuuta tarkoituksenaan ottaa haltuunsa Venäjän Liettualle lupaamat maa-alueet. Liettualaiset etenivät nopeasti, vaikka välillä puhkesi taisteluja vetäytyviä puolalaisia vastaan. Tämä johti yhteenottoihin Puolan ja Liettuan välillä Sejnyn, Augustówin ja Suwałkin kaupunkien hallinnasta. Puolalaisen historioitsijan Piotr Łossowskin mukaan Liettua antoi Puna-armeijan joukoille logistista tukea sodan aikana.
Puna-armeija marssi ensimmäisenä Vilnaan 14. huhtikuuta 1920. Huolimatta lupauksesta siirtää Vilna Liettuan hallintaan venäläiset perustivat nukkehallituksen Vilnaan aloittaakseen sosialistisen vallankumouksen Liettuassa. Lev Trotski ja Mihail Tuhatševski tekivät valmisteluja Liettuan hallituksen kaatamiseksi, jolloin se olisi korvattu Liettualais-valkovenäläisen neuvostotasavallan hallituksella. Suunnitelmat eivät koskaan toteutuneet, kun puolalaiset löivät venäläiset Varsovan taistelussa 13.–25. elokuuta. Kun Puolan joukot lähestyivät Liettuan eteläistä rajalinjaa 26. elokuuta, venäläiset lopulta luovuttivat Vilnan hallinnan Liettuan hallintaan. Samalla Puna-armeija vetäytyi.
Syyskuun aikana puolalaiset olivat saaneet ylilyöntiaseman ja ajoivat venäläisiä joukkoja itään päin. Venäläiset joukot kulkivat Liettuan läpi ilman vastarintaa, kuten Liettuan ja Venäjän välisessä sopimuksessa oli sovittu. Puolalaiset joukot, jotka ajoivat venäläisiä takaa, pysäytettiin ja pakotettiin luopumaan aseista. Liettuan julistama neutraalius Puolan ja Neuvosto-Venäjän välisessä sodassa joutui huonoon valoon Puolassa. Puola syytti Liettuaa venäläisten vapaasta liikkumisesta Liettuan läpi. Liettualla ei ollut mahdollisuutta kieltää syytöksiä. Vaikka sopimus ei luonut Venäjän ja Liettuan välille sotilaallista liittoa virallisesti, se vähensi Liettuan neutraaliutta. Łossowskin mukaan liettualaisten ja venäläisten yhteistyö antoi Puolan hallitukselle täyden oikeutuksen kohdella Liettuaa sodan osapuolena. Historioitsija Alfred E. Sennin mukaan liettualaisilla ei ole oikeutta väittää nykyäänkään olleensa neutraaleja tuohon aikaan. Sennin mielestä ei ole yllättävää, että Puola kieltäytyi tunnustamasta Kaunasin kaupungin neutraaliutta elokuun lopulla.
Elokuun lopulla Liettuan ja Puolan valtuuskunnat kohtasivat Kaunasissa neuvotellakseen tilanteesta. Neuvottelujen ollessa käynnissä Puolan joukot ottivat haltuunsa uudelleen Sejnyn, Augustówin ja Suwałkin kaupungit. Suwałkin alueella oli tärkeä symbolinen merkitys liettualaisille Liettuan itsenäisyysliikkeen keskuksena. Liettua asetti joukkoja alueelle uudelleenvaltausta varten. Puola vaati Suwałkin lisäksi myös Vilnaa hallintaansa, jonka se oli menettänyt Venäjälle heinäkuussa. Erimielisyydet johtivat lopulta sotaan Liettuan ja Puolan välillä syyskuussa. Kansainliitto yritti keskeyttää sotatoimet ja toimi välittäjänä konfliktissa. Suwałkin sopimus saatiin voimaan 7. lokakuuta 1920, ja sen tarkoituksena oli lopettaa sotatoimet 10. lokakuuta. Kuitenkin 9. lokakuuta puolalainen kenraali Lucjan Żeligowski lavasti kapinan, hyökkäsi joukkoineen Liettuaan ja valtasi Vilnan. Suurin osa Vilnan ja Suwałkin alueista pysyivät Puolan miehittämä koko maailmansotien välisen ajan. Liettuan ja Puolan väliset suhteet olivat koko tämän ajan hyvin jäiset, ja aikakautta on kuvattu sanonnalla ”ei sotaa, ei rauhaa”.