1939年9月2日，德军在西线战场继续推进，对波兰防线展开全面进攻。古德里安指挥的第19摩托化军在布尔达河一线取得突破，其麾下的第3装甲师成功渡河，击溃了波军的脚踏车连防御。然而，由于弹药和燃料耗尽，德军被迫暂停推进。与此同时，肯夫装甲师继续向东推进，威胁着波兰莫德林集团军的侧翼。波军莫德林集团军在德军的猛烈攻击下，不得不向华沙方向撤退。
在突丘拉森林战役中，德军第4集团军与波美拉尼亚军团展开激烈战斗。波军虽然在克罗加提战役中取得了一些战术胜利，但由于通信问题和德军装甲部队的优势，最终被迫撤退。德军成功切断了波兰走廊，将东普鲁士与德国本土连接起来。波兰波美拉尼亚军团指挥官弗瓦迪斯瓦夫·博特诺夫斯基将军曾多次请求撤出部队，但未获批准，导致该军团在混乱中损失惨重。
西盘半岛战役在9月2日进入关键阶段。德军继续对西盘半岛发动猛攻，使用Ju 87俯冲轰炸机进行密集轰炸，并以舰炮和重型野战炮持续轰击半岛。波兰守军在亨里克·苏夏尔斯基少校的指挥下，顽强抵抗，尽管面临弹药短缺和人员伤亡，仍多次击退德军的进攻。德军的空袭摧毁了波军的无线电台和粮食供应处，但守军依然坚守阵地。
当天，德军还试图通过“火烧列车”战术攻击陆桥，但由于操作失误，未能达到预期效果。波兰国家广播局不断向全国播放“西盘半岛仍在持续战斗”的消息，极大地鼓舞了波兰军民的士气。尽管守军英勇抵抗，但由于孤立无援，最终在9月7日被迫投降。西盘半岛战役虽然以波兰守军的失败告终，但他们的抵抗为波兰争取了宝贵的时间，并成为波兰抵抗侵略的象征。
在南线战场，德军南方集团军群继续向克拉科夫推进。波兰“克拉科夫”集团军在琴希托霍瓦地区的防线被德军突破，山地旅被迫放弃西里西亚仓皇东撤。然而，在西里西亚地区，尚未动员的后备军和一些由童子军组成的“波兰志愿军”对德军进行了顽强的抗击，卡托维兹和霍茹夫的战斗尤为激烈。
波兰统帅雷茨-斯米格韦元帅意识到战局的严重性，不得不调整防御计划，命令“克拉科夫”集团军向尼达河和杜纳耶河一线撤退，试图建立新的防线。然而，德军摩托化部队和装甲部队迅速跟进，威胁着尼达河和杜纳耶河一线的安全。波兰“克拉科夫”集团军和“喀尔巴阡”集团军奉命向桑河撤退，但在撤退过程中被德军分割开来。
9月2日，英法两国仍处于观望状态，未对德国采取实质性行动。英国首相张伯伦在当天召开紧急内阁会议，但并未做出明确的宣战决定。法国总理达拉第也在议会中犹豫不决，未能及时履行对波兰的同盟义务。
波兰政府在开战第一时间向英法求援，但英法的反应迟缓。波兰驻英国大使向英国外交部详细阐述事件经过，强调波兰是被诬陷的受害者，恳请英国在国际舆论上为波兰发声；驻法国大使则频繁奔走于法国政府与媒体之间，呼吁法国履行盟友义务，对德国的行为予以谴责。然而，英法的援助承诺并未及时兑现，波兰在国际上陷入孤立无援的境地。