Rozpoczęcie walk zostało wyznaczone przez dowódcę Armii Krajowej generała Tadeusza "Bora" Komorowskiego na 1 sierpnia 1944 roku na godzinę 17.00, jednak już około 13.50 na Żoliborzu miały miejsce pierwsze starcia z Niemcami. W pierwszych walkach powstania wzięło udział około 23. tysięcy żołnierzy. Powstańcom nie udało się zdobyć większości atakowanych obiektów. Objęli kontrolę nad zamieszkanymi rejonami, głównie w Śródmieściu, a także nad najwyższym budynkiem stolicy, obecnym hotelem Warszawa. Pierwszego dnia zginęły 2 tysiące Polaków i pół tysiąca Niemców. 2 sierpnia załamało się powstanie na Pradze. Niemcy zachowali kontrolę nad wszystkimi liniami kolejowymi i mostami na Wiśle. Do 3 sierpnia w polskich rękach znalazła się większa część Śródmieścia z Powiślem, Stare Miasto, Żoliborz, Mokotów i 3 enklawy na Ochocie. Nie zdołano jednak opanować Cytadeli, Dworca Gdańskiego i lotniska na Okęciu. 4 sierpnia zginął poeta i żołnierz Armii Krajowej Krzysztof Kamil Baczyński. Nocą odbyły się pierwsze zrzuty broni i amunicji, które trwały do 21 września. Łącznie odbyło się 199 zrzutów, powstańcom udało się przejąć zaledwie jedną piątą część zaopatrzenia. 5 sierpnia inicjatywa przeszła w ręce niemieckie. Rozpoczęte w tym dniu uderzenie na Wolę i Ochotę miało na celu przebicie arterii komunikacyjnych na linii wschód-zachód i połączenie się z oddziałami walczącymi w okrążeniu w rejonie Ratusza i Ogrodu Saskiego. Niemcy rozpoczęli egzekucje cywilów - w kilka dni wymordowali 40 tysięcy mieszkańców. Batalion "Zośka" uwolnił z obozu Gęsiówka blisko 350. Żydów. Dzień później Niemcy odcięli Stare Miasto od Śródmieścia, docierając do Ogrodu Saskiego. 7 sierpnia w poprzek Alei Jerozolimskich stanęła powstańcza barykada. Do końca powstania było to jedyne przejście łączące północną i południową część miasta. 8 sierpnia zaczęła nadawać powstańcza radiostacja "Radio Błyskawica". 11 sierpnia skapitulowały ostatnie oddziały powstańcze walczące na Woli i Ochocie, a Śródmieście zostało oddzielone od Starego Miasta. Od tego momentu powstańcy walczyli w trzech słabo ze sobą powiązanych rejonach: na północy miasta, w Śródmieściu z Powiślem i Czerniakowem oraz na Mokotowie i w lasach podwarszawskich. Powstańcy zdobyli Pałac Staszica. 12 sierpnia Niemcy rozpoczęli natarcie na Stare Miasto, bronione przez 9 tysięcy żołnierzy. W walkach o Starówkę hitlerowcy użyli najcięższego sprzętu wojennego: wielkokalibrowej artylerii i lotnictwa. 13 sierpnia władze ZSRR oficjalnie potępiły przywódców powstania. Na Starym Mieście wybuchł tzw. czołg-pułapka, a właściwie -transporter, w którym Niemcy założyli materiał wybuchowy. Zginęło ponad 300 osób. Był to jeden z najtragiczniejszych epizodów obrony Starówki. 16 sierpnia Niemcy opanowali stację filtrów i zablokowali sieć wodociągową. Dowódca powstania wydał rozkaz oszczędzania wody oraz budowy studni, których powstało ponad 50. 19 sierpnia rozpoczął się generalny szturm Niemców na Stare Miasto. Jego celem było otwarcie komunikacji przez most Kierbedzia. 20 sierpnia powstańcy zdobyli gmach Polskiej Akcyjnej Spółki Telefonicznej, a trzy dni później Komendę Policji na Krakowskim Przedmieściu. Zestrzelili także bombowiec niemiecki, jedyny, który udało się strącić podczas powstania. 31 sierpnia zawalił się zbombardowany klasztor i kościół Sakramentek, jeden z głównych schronów dla ludności Starego Miasta. Zginęło około tysiąc osób. 2 września w nocy ostatnie oddziały powstańcze opuściły kanałami Stare Miasto. Łącznie w ciągu kilku dni kanałami przeszło do Śródmieścia i na Żoliborz ponad 5 tysięcy osób. 5 września Niemcy rozpoczęli powstrzymany przez powstańców atak wzdłuż Alei Jerozolimskich, pomiędzy Nowym Światem a Marszałkowską. Na Powiślu padła elektrownia. Nazajutrz nastąpiła kapitulacja Powiśla. Brak perspektyw na pomyślny rozwój dalszych wydarzeń i poniesione straty skłoniły Komendę Główną AK do podjęcia w dniach 9-10 września rozmów z Niemcami. Rokowania przerwano po zapowiedzi lotów amerykańskich z zaopatrzeniem oraz rozpoczęciu natarcia Armii Czerwonej na Pragę. 11 września Niemcy przerwali połączenie Czerniakowa ze Śródmieściem. Dwa dni później wysadzili w powietrze mosty: Poniatowskiego, Kolejowy i Kierbedzia. W dniach 16-21 września przeprowadzono w rejonie Czerniakowa, Powiśla i Żoliborza desant żołnierzy 2. i 3. dywizji piechoty Pierwszej Armii Wojska Polskiego z zajętej 14 września przez wojska radzieckie Pragi. W sumie przez Wisłę przeprawiono 5 batalionów, które utworzyły przyczółki na Czerniakowie i Żoliborzu, nie zdołały ich jednak utrzymać. Ze względu na brak odpowiedniego wsparcia artyleryjskiego, operacja, w której poległo blisko 3 tysiące żołnierzy, zakończyła się niepowodzeniem. 23 września skapitulował Czerniaków, jedyny zajęty przez AK rejon przylegający do Wisły. Cztery dni później, po zaciętych kilkudniowych walkach, padł Mokotów. 30 września wieczorem skapitulował Żoliborz. Tego samego dnia w Ożarowie Mazowieckim rozpoczęły się rokowania kapitulacyjne. 2 października poddało się osamotnione Śródmieście, walki zostały przerwane. W kwaterze generała Ericha von dem Bacha pełnomocnicy generała Tadeusza "Bór" Komorowskiego podpisali akt kapitulacji powstania. Pojedyncze walki trwały jeszcze przez dwa dni. Do 5 października oddziały powstańcze złożyły broń i poddały się Niemcom. Ludność cywilną ewakuowano do obozu przejściowego w Pruszkowie.