В результате операции под контроль СССР перешла территория площадью 196 тыс. кв. км (50,4 % территории Польши) с населением около 13 млн человек, большинство из которых составляли украинцы и белорусы. Численность поляков на захваченных территориях, по разным источникам, составляла от 1 до 5 млн человек.
Польские потери в боях с РККА точно неизвестны. Они оцениваются примерно в 3,5 тысячи погибших военнослужащих и гражданских лиц, а также 20 тысяч раненых и пропавших без вести. Общее число захваченных пленных (солдат и офицеров вооружённых сил Польши, солдат и офицеров пограничной охраны, полицейских, жандармов и лиц, захваченных с оружием в руках) составило 454 700 человек, в том числе военнослужащих вооружённых сил Польши — 240–250 тысяч, из них офицеров около 10 тысяч.
Пленных рядовых и унтер-офицеров, родившихся на территориях, отошедших к СССР, освободили и распустили по домам. Более 40 тысяч жителей западной и центральной Польши передали Германии, а 20–25 тыс. человек направили на шахты Кривого Рога и Донбасса. Освобождённые пленные забили дороги, поэтому уже 28 сентября телеграммой начальника штаба Украинского фронта № 457 до сведения войск был доведён приказ командующего войсками фронта: «Распоряжение об освобождении военнопленных-крестьян Западной Украины и Западной Белоруссии ОТМЕНИТЬ. Всех военнопленных тщательно учитывать и направлять на этапно-пересыльные пункты НКВД. Указание об использовании военнопленных будут даны дополнительно». Командующий требовал «принять все меры к задержанию всех военнопленных, бредущих самостоятельно по дорогам и находящихся ещё в городах на свободе, брать под стражу и направлять в эшелонах, или походным порядком. Организовать питание военнопленных. Свяжитесь с местными управлениями, чтобы они помогли в вылавливании скрывающихся офицеров в городах и местечках». Политбюро ЦК ВКП(б) создало комиссию во главе с секретарём ЦК ВКП(б) Ждановым для рассмотрения вопроса о военнопленных. В неё, в частности, вошли Берия и Мехлис. 2 октября комиссия одобрила проект постановления Политбюро ЦК ВКП(б) о военнопленных, в основу которого были положены предложения Берии и Мехлиса. В нём предлагалось распустить солдат — уроженцев Западной Украины и Западной Белоруссии по домам, задержав 25 тысяч из них для строительства дороги Новоград-Волынский — Львов. Солдаты, уроженцы «немецкой части Польши», должны были содержаться в специальных лагерях НКВД до окончания переговоров с Германией об их отправке на родину. Офицеров, полицейских, других служащих силовых органов предписывалось разместить в специальных лагерях. По постановлению Политбюро ЦК ВКП(б) от 3 октября 1939 г., 6 тысяч пленных польских полицейских и жандармов были помещены в Осташковский лагерь, 4,5 тысячи кадровых и призванных из запаса офицеров — в Козельский, и ещё около 4 тысяч — в Старобельский. 5 марта 1940 г. на заседании Политбюро ЦК ВКП(б) решилась судьба польских военнопленных, находившихся в этих лагерях. Приведём выписку из протокола № 13 заседания Политбюро ЦК ВКП(б).
