В 1920 году война вспыхнула вновь. 25 апреля 1920 года польские войска и присоединившиеся к ним петлюровцы перешли в наступление на всем фронте. При этом если в Белоруссии силы противников были примерно равными, то на Украине поляки имели трехкратное численное превосходство. Слабые красные части были смяты, и польская армия стремительно двинулась в глубь Украины. 26 апреля поляки взяли Житомир и Коростень, 6 мая — Белую Церковь. Спустя день передовые части Пилсудского без боя вошли в оставленный большевиками Киев. 1-я дивизия легионеров перешла Днепр и захватила плацдарм на его левом берегу, откуда можно было продолжать наступление.
Однако это был апофеоз польского наступления. Красное командование срочно перебрасывало на западный фронт свежие силы, в том числе отозванную с Кавказа легендарную Первую Конную армию под командованием Семена Буденного.
14 мая в Белоруссии началось контрнаступление войск Западного фронта под командованием Михаила Тухачевского. Чуть позже на Украине начал наступление советский Юго-Западный фронт под командованием Александра Егорова[25], основной ударной силой которого была конница Буденного. 5 июня на Украине Первая Конная армия атаковала противника, прорвала фронт и заставила поляков отступать. 8 июня красная конница взяла Житомир и Бердичев, а через четыре дня Киев снова стал советским[26]. Затем Первая Конная повела наступление на Ровно, по пути разгромив 3-ю и 6-ю польские армии. 4 июля Ровно был взят, и красные части двинулись на Львов.
По первоначальному плану войны советский Юго-Западный фронт должен был из Украины повернуть наступление на Брест и тем самым поддержать наступление Западного фронта Тухачевского. Однако Тухачевский стремительно наступал и в поддержке не нуждался. 26 июля передовые части его армии вошли на польскую территорию, а 1 августа взяли Брест.
Поэтому было решено изменить направление главного удара Юго-Западного фронта и двинуть его армии на Львов[27]. Так началась битва за столицу Галиции. 26 июля Красная армия овладела Бродами и Тернополем, и Первая Конная армия начала атаку на Львов. Тут поляки наконец-то сумели закрепиться и оказать достойное сопротивление. Начались жестокие, кровопролитные бои. 29 июля поляки нанесли контрудар, из-за которого Первая Конная армия даже была вынуждена на некоторое время отступить. Поляки смогли вернуть себе Броды, после чего в первых числах августа на львовском направлении наступило некоторое затишье, во время которого противники приводили свои части в порядок. Однако 12 августа Первая Конная армия вновь перешла в наступление. Через два дня она снова захватила Броды и вышла на берега Западного Буга.