"Staję do walki, tak, jak i poprzednio, z głównym złem państwa: panowaniem rozwydrzonych partii i stronnictw nad Polską, zapominaniem o imponderabiliach, a pamiętaniem tylko o groszu i korzyści (...).
Pierwsze starcia zbrojne w stolicy rozpoczęły się 12 maja wieczorem, kiedy oddziały wierne Piłsudskiemu wkraczały na Plac Zamkowy od strony mostu Kierbedzia. Wojska rządowe po krótkiej walce wycofały się na południe miasta. Rząd przeniósł się z Pałacu Namiestnikowskiego przy Krakowskim Przedmieściu do Belwederu. W Warszawie i województwie warszawskim władze wprowadziły stan wyjątkowy.
Dowódcą obrony miasta mianowany został gen. Tadeusz Rozwadowski, a jego szefem sztabu płk Władysław Anders. Pierwszego dnia walk strona rządowa dysponowała 1700 żołnierzy.
Siły wierne Piłsudskiemu były dwukrotnie liczniejsze. Ich dowódcą był gen. Gustaw Orlicz-Dreszer, a szefem jego sztabu płk Józef Beck. Marszałka wspierało dodatkowo około 800 członków Związku Strzeleckiego. Piłsudczykom sprzyjała również duża część mieszkańców Warszawy.
Wieczorem 12 maja Piłsudski podjął próbę mediacji. Spotkał się z marszałkiem Sejmu Maciejem Ratajem, oświadczając mu, że ma przewagę sił, która będzie wzrastać z każdą godziną. Rataj skierował się następnie do Belwederu, gdzie usłyszał od prezydenta Wojciechowskiego, że w zaistniałych okolicznościach nie ma mowy o jakichkolwiek pertraktacjach.
Prezydent i rząd byli przekonani, że dzięki wsparciu ściąganych do Warszawy oddziałów opanują sytuację.
W nocy z 12 na 13 maja 1926 r. prezydent Wojciechowski wydał do armii odezwę, w której stwierdzał m.in.: "Stała się rzecz potworna - znaleźli się szaleńcy, którzy targnęli się na majestat Ojczyzny, podnosząc jawny bunt fałszywymi hasłami uwiedli czystą duszę żołnierza polskiego i dali pierwsi rozkaz do rozlewu krwi bratniej". 13 maja, pomimo nadejścia pierwszych posiłków dla strony rządowej, większość Warszawy nadal znajdowała się w rękach wojsk Piłsudskiego.
W czasie zaciętych walk trwających tego dnia, wojska rządowe użyły przeciwko wojskom Piłsudskiego m.in. lotnictwa, bombardując ich pozycje na Placu Saskim. Działania podjęte przez Piłsudskiego poparły ugrupowania lewicowe: PPS, Stronnictwo Chłopskie oraz PSL "Wyzwolenie", a także Komunistyczna Partia Polski.
13 maja Centralny Komitet Wykonawczy PPS proklamował strajk generalny dla poparcia Piłsudskiego. Kolejarze zatrzymali transporty wojsk rządowych z Wielkopolski i Pomorza jadących do Warszawy.
"Niech strajk ten będzie potężną manifestacją na rzecz Piłsudskiego, jego bohaterskiej armii i przyszłego rządu robotniczo-włościańskiego" - głosił 13 maja główny organ PPS "Robotnik".
14 maja wczesnym rankiem część oddziałów Piłsudskiego, które w sumie liczyły już 8,5 tys. żołnierzy, rozpoczęła atak na Belweder i lotnisko na Polu Mokotowskim. Siły rządowe miały do dyspozycji ponad 2 tys. żołnierzy.
Rząd bardzo liczył na wyładowujące się w Ożarowie pułki poznańskie, których nadejście do stolicy opóźniały jednak potyczki prowadzone z piłsudczykami. Po południu 14 maja rząd i prezydent opuścili zagrożony już Belweder i przenieśli się do Pałacu w Wilanowie, gdzie jeszcze tego samego dnia zapadły decyzje o zaprzestaniu dalszej walki, dymisji rządu oraz ustąpieniu prezydenta. Podjęto je wbrew opinii generałów, którzy uważali, że walkę należy kontynuować. W zaistniałej sytuacji w nocy z 14 na 15 maja 1926 r., zgodnie z konstytucją, władzę w państwie przejął marszałek Sejmu Maciej Rataj, który w porozumieniu z Piłsudskim nakazał natychmiastowe zawieszenie broni.
15 maja Rataj powołał nowy rząd z Kazimierzem Bartlem na czele. Funkcję ministra spraw wojskowych objął w nim Piłsudski, pełniąc ją w różnych rządach aż do śmierci. W wyniku trwających trzy dni walk zginęło 379 osób, wśród nich 164 cywilów. Ponad 900 osób zostało rannych.
Prof. Andrzej Garlicki zwraca uwagę, że tak duża liczba zabitych wśród ludności cywilnej nie była spowodowana okrucieństwem wobec niej walczących stron. "Nic takiego nie miało miejsca - pisze prof. Garlicki. - Oddziały wojskowe zachowywały się bez zarzutu. Cywile ginęli, gdyż nie umieli zachować się w czasie walk w mieście. Przyglądano się starciom stojąc na ulicy, z balkonów i okien, nie zdając sobie sprawy, jak łatwo zginąć od przypadkowej kuli" (A. Garlicki "Historia 1815-1939"). 17 maja 1926 r. na cmentarzu wojskowym odbył się uroczysty pogrzeb poległych. Obecni na nim byli przedstawiciele rządu oraz delegacje walczących oddziałów.
W wydanym kilka dni później rozkazie do żołnierzy, dotyczącym niedawnych walk, Piłsudski pisał: "Gdy bracia żywią miłość ku sobie, wiąże się węzeł między nimi, mocniejszy nad inne węzły ludzkie. Gdy bracia waśnią się i węzeł pęka, waśń ich również silniejsza jest nad inne. To prawo życia ludzkiego. Daliśmy mu wyraz przed paru dniami, gdy w stolicy stoczyliśmy między sobą kilkudniowe walki. W jedną ziemię wsiąkła krew nasza, ziemię jednym i drugim jednakowo drogą, przez obie strony jednakowo umiłowaną. Niechaj krew ta gorąca, najcenniejsza w Polsce krew żołnierza, pod stopami naszymi będzie nowym posiewem braterstwa, niech wspólna dla braci prawdę głosi".