В результате начавшегося 26 мая контрнаступления советского ЮЗФ польские армии ЮВФ отступили почти на исходное перед апрельским наступлением положение, на Украину была переброшена часть сил из Беларуси с ослаблением СВФ. С учётом этого Тухачевский принял решение нанести первый удар в Июльской операции максимальными силами. 4 июля Запфронт перешёл в наступление, на правом фланге 4-я армия прорвала польскую оборону, и в прорыв был введен 3-й конный корпус Г. Д. Гая (военком А. М. Постнов), создавая угрозу окружения польской 1-й армии. 11 июля части красной 16-й армии взяли Минск, с 12 июля все армии фронта перешли к преследованию противника, были взяты Вильно, Гродно, Барановичи, Пинск. В ходе июльской операции Запфронта основные силы польского Северо-Восточного фронта потерпели тяжёлое поражение. В свою очередь ЮЗФ в июле нанес поражение польскому Юго-Восточному фронту, и его армии заняли Западную Украину.
На этом этапе польской кампании военные решения были полностью подчинёны политической воле руководства РСФСР. Получив ноту министра иностранных дел Великобритании лорда Керзона от 11 июля с предложением о перемирии на линии Гродно – Брест-Литовск – Рава Русская (этнографические границы Польши, определённые Парижской мирной конференцией 1919 г.), Ленин расценивает её как попытку «вырвать из рук победу» и требует «бешеного ускорения наступления на Польшу». 22 июля министр иностранных дел Польши Сапега направил радиограмму Советскому правительству с предложением немедленного перемирия. Однако успешное наступление фронтов породило в ЦК РКП(б) ожидания полного разгрома Польши. Главком С. С. Каменев ставит перед Западным фронтом задачу овладеть Варшавой не позднее 12 августа. В то же время по просьбе РВС Юго-Западного фронта директива Главкома переносит его главный удар с Брест-Литовского на Львовское направление, то есть фронты должны были наступать по расходящимся направлениям.
Планируя Варшавскую операцию, Тухачевский отказался от фронтального главного удара по Варшаве. Предполагая, что главные польские силы отходят севернее столицы, он нанёс главный удар на этом направлении, чтобы разгромить противника северо-западнее Варшавы. В то же время левый фланг фронта был прикрыт слабо.
Решение о наступлении было принято 8 августа. Тогда же Тухачевский предложил создать временный оперативный пункт для управления 1-й Конной и 12-й армиями, передаваемыми в подчинение ЗФ из состава ЮЗФ по решению Политбюро от 2 августа. Эти войска, а также 14-я армия, предназначались для подкрепления слабой Мозырской группы и 16-й армии, направленных южнее Варшавы, с дальнейшей целью окружения польской столицы с юга. 11 августа достигута окончательная договорённость о немедленном повороте этих армий со Львовского на Люблинское направление. Командование ЮЗФ заявило, что сумело ознакомиться с директивой только 13 августа из-за искажений при шифровании. 14 августа Главком С. С. Каменев требует повернуть войска немедленно. РВС ЮЗФ отвечает, что они уже втянуты в бои подо Львовом и повернуть их на север невозможно. В своих мемуарах Буденный позже укажет, что на самом деле 1-я Конная в это время только выдвигалась ко Львову и завязывала бои с отступающими арьергардами противника. Приказу повернуть на север 1-я Конная подчинилась только 21 августа, а 12-я армия его не выполнила вообще. К этому времени Пилсудский, начавший наступление 16 августа против левого фланга ЗФ и встык ЗФ и ЮЗФ, уже выходил на линию Остроленка-Ломжа-Белосток.
Маршал Ю. Пилсудский, будущий Президент Речи Посполитой, подготовил польское контрнаступление с рубежа реки Вепш, где сосредоточил ударные силы своего Среднего фронта. Решение о контрнаступлении было принято 6 августа. 8 августа из-подо Львова была выведена в район сосредоточения 3-я польская армия. 14 августа 5-я армия генерала В. Сикорского (будущий премьер) нанесла контрудар против 4-й армии Западного фронта (А. Д. Шуваев) и разбила её. 16 августа Средний фронт перешёл в контрнаступление против левого фланга Запфронта и в первый же день разгромил прикрывавшую его Мозырскую группу, которая не успела даже сообщить в штаб фронта о польском наступлении. 17 августа Тухачевский приказал своим северным армиям начать отход, однако отступление приняло беспорядочный характер. Часть войск ЗФ оказалась окружена и попала в плен или была интернирована в Восточной Пруссии. Западный фронт потерпел серьёзное поражение и к октябрю отошёл к Минску. 12 октября 1920 года вступило в силу советско-польское перемирие, а в марте 1921 года был заключён мир, по которому за Польшей остались Западные области Украины и Беларуси. Присутствие РККА на приграничных территориях, в том числе, в Минске, ограничивалось.
Таким образом, Тухачевский был одним из самых сильных военачальников, думал Никита, но – именно военачальником, а не подавителем локальных бунтов и недовольств. Воевать с врагом этому, без сомнения, достойнейшему человеку не привыкать но как быть, если придется воевать с крестьянами? Как он отнесется к этому? Поверит ли Никите?