Podczas trwających dwa miesiące walk zbrojnych (dokładnie 63 dni) w Warszawie straty po polskiej stronie wyniosły około 16 tys. zabitych i zaginionych, 20 tys. rannych i 15 tys. wziętych do niewoli. Ponadto na skutek niemieckiego ostrzału artyleryjskiego, nalotów, planowych masakr organizowanych przez Niemców oraz ciężkich powstańczych warunków śmierć poniosło od 150 do 180 tys. cywilnych mieszkańców stolicy. Bezpowrotnie zniszczeniu uległa zabudowa lewobrzeżnej Warszawy, a wraz z nią liczne zabytki i obiekty o dużej wartości materialnej, kulturowej i duchowej.
Powstanie warszawskie rozpoczęło się 1 sierpnia o godz. 17.00, czyli o tzw. godz. „W”. Decyzję o jego wybuchu w porozumieniu z czynnikami politycznymi podjął komendant główny Armii Krajowej Tadeusz Komorowski „Bor”. Akcję, jako wystąpienie militarne, skierowano przeciwko okupantowi niemieckiemu, a politycznie przeciw ZSRR i polskim komunistom podporządkowanym temu mocarstwu, by zapobiec sowietyzacji Polski i zarazem wzmocnić pozycję rządu polskiego na uchodźstwie w negocjacjach z aliantami o przyszły kształt granic w Europie.
W dniu wybuchu powstania warszawskiego Okręg Warszawa AK i podporządkowany mu Kedyw (Kierownictwo Dywersji Komendy Głównej AK) liczył ponad 40 tys. żołnierzy, a łącznie z siłami porządkowymi AK – nawet 58 tys. Do wystąpienia zbrojnego przeciwko niemieckiemu okupantowi przystąpiło jednak od 25 tys. do 37 tys. osób. Ze względu na konspirację nie wszyscy zdołali dotrzeć do punktów zbornych na czas oraz pobrać ze skrytek i magazynów broń. W trakcie powojennych prac badawczych zebrano informacje o 48 183 osobach, które zostały zidentyfikowane jako żołnierze powstania. Nie wszyscy walczyli jednak równocześnie. Na czele powstania stanął dowódca Okręgu AK Warszawa-Miasto płk Antoni Chruściel „Monter”. Kierował nim do samego końca, tj. do 2 października 1944 r., gdy nastąpiła kapitulacja.
Oprócz mężczyzn w powstaniu uczestniczyły także kobiety, które stanowiły 14% żołnierzy. Walkę podjęły również dzieci. Najmłodszy powstaniec to Jerzy Szulc ps. „Tygrys”, który miał 10 lat (udział dzieci i młodzieży w powstaniu upamiętnia odsłonięty w 1983 r. pomnik Małego Powstańca). Większość powstańców była żołnierzami AK. Do boju dołączyli również członkowie innych niepodległościowych formacji zbrojnych oraz bojownicy żydowscy.
Podczas powstania kobiety służyły także jako lekarki, sanitariuszki, pielęgniarki (w służbie sanitarnej – stanowiły około 70–80 proc. personelu) i łączniczki oraz były przewodniczkami w kanałach. Kobiece Patrole Minerskie brały natomiast udział w akcjach bojowych, z kolei oddział Dywersja i Sabotaż Kobiet m.in. przygotowywał sygnalizację dla alianckich lotników i odbierał zrzuty. 12 sierpnia 1944 r. płk Antoni Chruściel „Monter” wydał rozkaz uznający kobiety, które w okresie konspiracji złożyły przysięgę i zostały zaliczone do formacji AK, za jej żołnierzy.
Żołnierze AK nie posiadali jednolitych mundurów, walczyli w ubraniach cywilnych. Na ramię zakładano biało-czerwone opaski, niekiedy na czapkach widniały orzełki. Walkę powstańców utrudniały niedobory, przede wszystkim broni i amunicji. 1 sierpnia 1944 r. do dyspozycji żołnierzy było tylko 2500 pistoletów, 1475 karabinów, 420 pistoletów maszynowych, 94 ręczne karabiny maszynowe, 20 ciężkich karabinów maszynowych. Posiadano także broń produkowaną przez AK we własnym zakresie, tj. miotacze ognia, butelki zapalające, pistolety „błyskawice” i granaty. A wszystko w liczbie pozwalającej na uzbrojenie zaledwie kilku tysięcy, a nie ponad dwudziestu tysięcy ludzi. Broń i amunicję zdobywano na przeciwniku albo otrzymywano dzięki alianckim zrzutom. Wobec bombardowań prowadzonych przez Luftwaffe i artylerię Wehrmachtu powstańcy mieli jednak niewielkie szanse.
Niemcy wobec warszawiaków i powstańców byli niezwykle okrutni. Hitler i Himmler chcieli zrównać Warszawę z ziemią, i nakazali mordować każdego jej mieszkańca. Wykonanie tego zadania powierzono SS-Obergruppenführerowi i generałowi policji, Erichowi von dem Bachowi-Zelewskiemu.
W pierwszych dniach sierpnia, zgodnie z instrukcjami Himmlera, mordowano wszystkich bez różnicy płci i wieku (rzeź Woli). Następnie, 5 sierpnia 1944 r. dowódca oddziałów niemieckich zakazał mordowania kobiet i dzieci, a 12 sierpnia – mężczyzn cywilów. W końcu podjęto decyzję o zabijaniu wyłącznie powstańców. Nie zawsze jednak się do niej stosowano. Egzekucje ludności cywilnej odbywały się przez niemal cały czas trwania walk. Życie odbierano również rannym znajdującym się w powstańczych szpitalach.
W sierpniu 1944 r. w sowieckiej prasie powstanie nazywano „akcją faszystowskich, reakcyjnych kół polskich”. Zgodnie z rozkazem Stalina z 5 sierpnia 1944 r. ofensywa Armii Czerwonej w kierunku Warszawy została wstrzymana. Stalin zezwolił jedynie na lokalną operację 1. Armii Wojska Polskiego, mającą na celu sforsowanie Wisły i nawiązanie łączności z powstańcami. Przeprowadzony w drugiej połowie września 1944 r. desant stosunkowo nielicznego oddziału, bez odpowiedniego wsparcia artylerii, zakończył się porażką. W trakcie tej operacji zginęło od 2500 do 3500 żołnierzy.
Jak pisał po wojnie legendarny „kurier z Warszawy” – Jan Nowak-Jeziorański – „walka nie była daremna”, a powstanie warszawskie sprawiło, że „państwo polskie, chociaż zniewolone i wasalne, zachowało swoją odrębność, przetrwało Stalina, który w swych zamysłach prawdopodobnie chciał z niego z czasem uczynić część ZSRS”.