Вылазка, произведённая защитниками второй линии и города под начальством Дембинского и Круковецкого, потерпела неудачу; русские уже сильно окопались в укреплениях бывшей первой польской линии. Всю ночь с 6 на 7 сентября русская артиллерия бомбардировала вторую линию; польская артиллерия, которой не хватало зарядов, отвечала с перерывами.
7 сентября двести пушечных жерл гремели против городских укреплений; польская артиллерия едва отвечала. Русская армия, построившись тремя колоннами, начала приступ, причём гвардия и кавалерия оставались в резерве. Штыковая контратака, руководимая генералом Уминским, была отбита русской картечью. В 4 часа утра русские, имея впереди барабанщиков и полковые оркестры, разом атаковали все внешние укрепления и взяли их в штыки. Ничто больше не защищало Варшаву, кроме низкой ограды, походившей на простую таможенную заставу для взимания городских ввозных пошлин.
8 сентября в 5 часов русские заняли посты, арсеналы и склады. В 19-ю годовщину Бородинского сражения Варшава пала. В 10 часов фельдмаршал Паскевич торжественно вступил в город. Он написал царю: «Варшава у ног вашего величества».
Польша потерпела поражение. Не было больше ни королевства, ни армии. Политическое творение Александра и то, что сделал для польской армии великий князь Константин, – всё это было одинаково уничтожено. Официально русские потери – свыше 10 тысяч человек, польские – около 11 тысяч. Паскевич в бою был контужен. Паскевич сделался героем, светлейшим князем Варшавским и препроводил в Москву, в Оружейную палату, богатые трофеи – знамёна, королевский трон, дворцовый флаг, а также «ковчег с покойницей конституцией». Остатки польской армии отступили к Полоцку. В сентябре 1831 года последние польские отряды вышли в Австрию и Пруссию, где сложили оружие. Гарнизоны Модлина и Замостья капитулировали в октябре. Таким образом, Королевство Польское усмирили.
В сентябре 1831 года в Краков вошли русские войска под командованием генерала Ф. В. Ридигера. Корпус Ридигера оставался в Кракове на протяжении двух месяцев, разгромив остатки польских повстанцев. Ноябрьское восстание и последовавшая длительная война против повстанцев способствовали дальнейшему ужесточению политики Российской и Австрийской империй в отношении Краковской республики. В Санкт-Петербурге разочаровались в краковской элите, которая во время восстания оказывала поддержку повстанцам. Учитывая, что к этому времени между Россией, Пруссией и Австрией уже существовали союзнические отношения, были произведены корректировки и в распределении сфер влияния трёх государств. Российская империя уступала приоритет в контроле над Краковской республикой Австрии.
После поражения Польши Николай I приступил к жёсткой антипольской политике. Варшавский университет потерял свой юридический факультет. Национальная библиотека, основу