Войска 1-го Украинского фронта перешли в наступление рано утром 12 января, нанося главный удар с Сандомирского плацдарма, а войска 1-го Белорусского фронта — 14 января с юга и севера от основного направления.
Поскольку по приказу Гитлера танковые резервы были заранее выдвинуты к линии фронта, они оказались в пределах досягаемости огня советской артиллерии, понесли серьёзные потери уже в первый период наступления. Поначалу фюрер отказывался рассматривать предложения о переброске подкреплений на Восточный фронт, но, вернувшись в Берлин, приказал начать переброску корпуса «Великая Германия» из Восточной Пруссии.
Попытка немецкого командования остановить советское наступление танковым контрударом в районе Кельце провалилась.
17 января советскими войсками была освобождена Варшава, в боях за которую приняли активное участие части Войска Польского, находившиеся в составе Красной армии.
К 18 января главные силы группы армий «А» были разгромлены, оборона противника прорвана на 500-километровом фронте на глубину 100—150 километров.
19 января передовые части армий 1-го Украинского фронта, преследуя противника, вступили на территорию Германии в Верхней Силезии, а войска левого крыла фронта освободили Краков.
22 января — 3 февраля советские войска вышли на Одер и захватили плацдармы на его западном берегу. В это же время войска 4-го Украинского фронта заняли часть южной Польши, северной Чехословакии и продвинулись до верховьев Вислы. Бои за Бреслау продолжались с февраля по 5 мая (Берлин капитулировал 2 мая).
В результате Висло-Одерской операции было полностью разгромлено 35 дивизий противника, ещё 25 потеряли от 50 до 70% личного состава, было взято в плен около 150 тысяч человек.
Безвозвратные потери Красной армии составили 43,3 тысячи человек.