Подготовка военной операции на Украине велась польским верховным командованием в глубокой тайне не только от собственной общественности, но и от части генералитета, чтобы застать врасплох дислоцированные там 12-ю и 14-ю советские армии и без промедления уничтожить их. В марте была проведена реорганизация польских сухопутных сил. Фронты упразднялись, оставались только армии, напрямую подчинявшиеся главному командованию. 17 апреля Пилсудский издал приказ о наступлении на южном участке польскосоветского фронта, то есть на Волыни и Подолии, с задачей разгромить 12-ю и 14-ю советские армии. Маршал решил лично командовать 3-й польской армией, которая должна была наступать на Киев. Вечером 21 апреля он выехал в Ровно, в расположение штаба главнокомандующего, и два последующих дня посвятил совещаниям с командующими 2-й и 6-й армий и двух оперативных групп 3-й армии, а также инспекции войск. 24 августа вместе с так называемым «легким штабом» он передислоцировался в Звягель (Новоград-Волынск), и вечером того же дня литерный поезд польского главнокомандующего направился к фронту. В поездке его сопровождали глава французской военной миссии генерал Поль Анри, исполняющий обязанности начальника польского Генерального штаба полковник Станислав Галлер, начальники отделов Генштаба и другие военные.
25 апреля 1920 года, в воскресенье, польские и украинские войска начали стремительное наступление на расходящихся направлениях. Оказавшиеся на их пути красные части были сметены, а входившие в состав Красной армии три бригады бывших военнослужащих Украинской галицийской армии почти в полном составе (около 12 тысяч человек) перешли на сторону поляков. Уже 7 мая поляки без боя заняли оставленный противником Киев. Передовые патрули добрались в центр города на трамвае. Украинскую армию к штурму «матери городов русских» не привлекли. Перед ней ставилась другая задача – развернуть самостоятельное наступление в направлении Одессы. Несмотря на все внешние признаки блестяще проведенной операции, готовившейся при личном участии Пилсудского, она не достигла главной цели. Мощнейший удар 3-й и 6-й польских армий, усиленных дивизиями Петлюры, пришелся в пустоту. Советские армии не приняли боя, стремительно отошли на юг и восток за Днепр и сумели сохранить живую силу. Поняв, что у него не будет возможности показать свое военное искусство, маршал 3 мая передал командование 3-й армией Рыдз-Смиглы.
И вновь, как в свое время в Белоруссии и на Виленщине, в действие вступила логика войны. Советская сторона не только не запросила немедленного мира, но и попыталась компенсировать неудачу на Правобережной Украине наступлением Западного фронта, которым с весны 1920 года командовал недавний поручик царской армии, выходец из смоленской шляхты Михаил Николаевич Тухачевский. Правда, поляки быстро сумели стабилизировать ситуацию в Белоруссии и восстановить прежние позиции, но это был сигнал, означавший, что перевести взаимоотношения с Россией из военной в дипломатическую плоскость не удастся. Не подтвердились также расчеты на то, что появление на Украине войск Петлюры вызовет энтузиазм местного населения и обеспечит ему широкую поддержку. Очевидная несамостоятельность атамана, бесцеремонное поведение польских солдат, особенно познанцев, для которых это была все та же война с Россией, в которой они участвовали начиная с 1914 года, мародерство, конфискации фуража и продовольствия вызывали недовольство местного населения[177], перераставшее в ряде случаев в партизанскую войну. Петлюровская гражданская и военная администрация так и не переехала в оккупированный польскими войсками Киев, оставаясь в Виннице.
Но Варшава, не знавшая истинного положения вещей, ликовала. Пилсудский находился в зените славы. Замолкли политические оппоненты, еще недавно критиковавшие его восточную политику, и он решил воспользоваться этим, чтобы еще больше укрепить свой имидж лидера нации. 12 мая он писал Соснковскому: «Буду 18-го в Варшаве, только что услышал от Олька Пристора, что там колеблются, не заболею ли я скромностью и не захочу ли устраниться от этого. Так вот, на этот раз нет, наоборот: если такова воля и желание Варшавы, я подчинюсь этому, и даже с некоторым удовольствием. Не только потому, что я заслужил, честно говоря, овации, но и потому, что считаю, что в настоящий момент это будет полезно для дела. Послезавтра вышлю с этой целью Веняву в Варшаву для помощи в подготовке различных церемоний этой овации»