此時，波軍戰線已長達1000公里，後勤補給日益困難，已成了強弩之末。5月14日，紅軍西方面軍在預備隊尚未集中的情況下，在白俄羅斯向波軍率先發起反攻，但因兵力分散，協同不好，被波軍所退。5月20日，紅軍完成了反攻準備，並從南北西翼先後轉入反攻。實施了基輔戰役、七月戰役、利沃夫戰役和華沙戰役。反攻前期，紅軍節節勝利，一直打到華沙、利沃夫城下。進行了決定此次戰爭命運的大決戰‐‐
華沙戰役。
鑑於紅軍的順利進攻和波軍的全線潰退，加米涅夫於7月22日改變了原定作戰計劃。命令西方面軍不作戰役休整，繼續追殲敗退的波軍，至遲於8月12日以前強渡維斯瓦河，攻戰華沙，而西南方面軍改向利沃夫進攻。此一變化，使兩個方面軍的突擊由向心變為離心之勢，破壞了他們之間的協同，削弱了突擊力量。
8月8日，圖哈切夫斯基簽發命令，欲圖迅速攻占華沙，全殲波蘭守軍，具體部署是：第四集團軍在騎兵第三軍協同下從北迂迴華沙，然後向南直插普洛次克，切斷波軍退路及西方國家對波軍的補給線；第十三、十五集團軍在華沙東北攻擊波軍左翼；第十六集團軍及第十三集團軍部分兵力在華沙橋頭堡正面實施牽制突擊。然而，在華沙戰役打響之前，西方面軍因連續作戰已疲憊不堪，實力銳減，總兵力只剩下4．5萬人，且彈藥與給養十分缺乏。此時，行動在兩個方面軍結合部的西方面軍莫濟爾集群及與之毗鄰的西南方面軍第十二集團軍，都遠落後於十六集團軍。同時，在協約國的支援下，波軍第一、四集團軍已得到補充，第五集團軍已調到華沙前線。波軍兵力已增加到11萬餘人，超過紅軍1倍以上。但因圖哈切夫斯基求勝心切，無視這些變化，於8月13日下令向華沙發起攻擊，終因兵力分散、力量不足，未取得進展。
波軍總司令畢蘇茨基冷靜分析，發現了西方面軍的弱點。
8月6日，他決定以第五、一、二集團軍在華沙正面及其以北牽制和消耗紅軍西方面軍主力，而以第四集團軍及第三集團軍部分兵力由南攻擊紅軍第十六集團軍的側後，爾後各集團軍轉入總攻，在華沙方向粉碎西方面軍的進攻。這時，紅軍總司令加米涅夫和圖哈切夫斯基既未識破波軍反擊的企圖，也未發現波軍反突擊集團的集結。因此，紅軍未作抗擊反突擊的任何準備。
8月16日，波軍第三、四集團軍向紅軍第十六集團軍側後突然發起攻擊。對此，紅軍第十六集團軍毫無思想準備，驚慌失措，迅速潰退，結果，暴露了第三、十五集團軍的側後。
8月18日，波軍各集團軍全部轉入總攻，使紅軍西方面軍頓時陷入一片混亂之中。此時，遠在明斯克方面軍司令部內的圖哈切夫斯基才得知波軍發動翼側攻擊的消息。他雖毫不遲疑地向前線紅軍發出了撤出戰鬥的命令，但為時已晚，部隊無法執行其命令，正在實施迂迴的第四集團軍以及第十五集團軍兩個師無力向東突圍，只好撤入東普魯士，在那裡被解除了武裝。波軍的反攻，使紅軍西方面軍遭受到毀滅性打擊，被迫全線潰退。到8月25日，波軍推進到格羅德諾、布列斯特‐立陶夫斯克和西布格河中游的符沃達瓦一線時，紅軍西方面軍在後方預備隊的支援下，終於阻止了波軍的前進，華沙戰役至此結束。
這時，俄波雙方都已無力再戰。因此，根據蘇維埃政府的建議，俄波兩國政府舉行了和談。1920年10月12日，雙方在里加簽訂了和約初步條款，1921年3月正式簽訂和約。
和約規定，俄波之間的國境線比《凡爾賽和約》所規定的&ldo;寇松線&rdo;東移了200公里，使西白俄羅斯和西烏克蘭劃歸波蘭。俄波戰爭以雙方簽和，達成妥協而告結束，這個和約使蘇維