В качестве союзника для похода на Восток маршал Ю. Пилсудский решил использовать С. Петлюру, вытесненного с Украины в занятую Польшей Восточную Галицию. Петлюра соглашался на передачу Волыни Польше, которая гарантировала ему контроль над украинскими территориями до линии границы 1772 года. 24 апреля была подписана польско-украинская военная конвенция, согласно которой две украинские дивизии подчинялись верховному польскому командованию, а польские войска на Украине получали возможность снабжаться за счет союзника.
К сосредоточению сил на Украине и в Белоруссии польское командование приступило в конце 1919 года. Переброска войск и военных материалов производилась в строгой тайне. За зиму 1919/1920 год польская армия, находившаяся на Восточном фронте, была полностью укомплектована и оснащена. К апрелю 1920 года польские вооруженные силы на Восточном фронте состояли из шести армий, боевая численность которых определялась в 148,4 тыс. солдат и офицеров. На их вооружении было 4157 пулеметов, 302 миномета, 894 артиллерийских орудия, 49 бронеавтомобилей и 51 самолет, из которых в составе резервной 11-й пехотной дивизии находилось 4,4 тыс. бойцов и офицеров, 120 пулеметов, 56 орудий. Хотя в целом на фронте польские войска лишь незначительно превосходили Красную Армию, но на Украине, где польское командование планировало нанести главный удар, удалось создать значительное превосходство над армиями Юго-Западного фронта.
17 апреля 1920 года Пилсудский утвердил состав польских армий и групп и отдал приказ о наступлении, ближайшей целью которого являлось овладение Киевом. Наступление облегчалось тем, что в тылу большевиков действовали различные повстанческие отряды — от сельской самообороны до формирований, выступавших под политическими или националистическими лозунгами. Для борьбы с ними советскому командованию приходилось выделять значительные силы. Например, только из 12-й армии было послано 8 карательных отрядов, в 150–200 человек каждый. Кроме того, 23 апреля 2-я и 3-я галицийские бригады, занимавшие оборону на участке 14-й большевистской армии, подняли мятеж. Для его ликвидации советское командование вынуждено было использовать все резервы 14-й и часть резервов 12-й армии.
В этой обстановке на рассвете 25 апреля 1920 года началось наступление 3-й и части сил 2-й польских армий на Украине. Разгорелись ожесточенные бои. Главный удар поляки наносили по 12-й армии, войска которой уже к вечеру 26 апреля утратили связь со штабом армии. Чтобы избежать разгрома, большевики начали отступать. На левом фланге польского Юго-Восточного фронта группа Рыбака теснила на юг части 47-й стрелковой дивизии и к вечеру 25 апреля заняла Овруч. К утру 27 апреля 7-я польская кавбригада овладела Малином. На левом фланге 2-й армии в ночь на 25 апреля польские части оттеснили разъезды 17-й большевистской кавдивизии, и в эту брешь двинулась сводная кавдивизия Ромера, которая к утру 27 апреля ворвалась в Казатин. Считалось, что тем самым будут перерезаны пути отхода советских войск к Киеву. 26 апреля польские войска из группы Рыдз-Смиглы захватили Житомир, а 4-я пехотная дивизия вступила в Коростень. Не имея иных задач, Рыдз-Смиглы решил закрепиться в занятом районе, а 4-я дивизия согласно плану передавалась в резерв главного командования и не организовала преследование отступавшей от города 7-й стрелковой дивизии 12-й армии.
В районе Житомира полякам удалось рассечь на части и окружить 58-ю стрелковую дивизию 12-й армии, но части дивизии смогли выйти из окружения, обходя занятый поляками Казатин с севера. Соединившись с другими подразделениями 12-й армии, дивизия сдерживала поляков на реках Тетерев, Здвиж, Ирпень и под Киевом. К вечеру 27 апреля поляки заняли Бердичев, а 28 апреля — Радомысль. На фронте 2-й армии 15-я пехотная дивизия отбросила части 1-й галицийской бригады и 44-й стрелковой дивизии на юго-восток. 27 апреля одна из колонн 44-й дивизии между Казатином и Винницей натолкнулась на 13-ю пехотную дивизию поляков и была ею разгромлена.
На фронте 14-й советской армии весь день 25 апреля 6-я польская армия наблюдала за борьбой большевистских и восставших галицийских частей. Когда же 26 апреля поляки и здесь перешли в наступление, между ними и большевиками оказались галицийские бригады, сражавшиеся теперь на два фронта. В этой обстановке галичане стали сдаваться как полякам, так и красным. 26 апреля произошли бои за Бар, оборонявшийся частями 45-й стрелковой дивизии. 28 апреля поляки заняли Жмеринку, а 29 апреля — Винницу.