W momencie wybuchu powstania warszawskiego główny ciężar walki z Niemcami wzięły na siebie oddziały Armii Krajowej. Do działań powstańczych przystąpiły wówczas[49]:
jednostki Okręgu Warszawskiego AK (siedem obwodów i jeden samodzielny rejon) pod dowództwem pułkownika Antoniego Chruściela ps. „Monter”;jednostki dyspozycyjne Komendy Głównej AK – tj. Kedyw KG AK dowodzony przez podpułkownika Jana Mazurkiewicza ps. „Radosław” oraz Pułk „Baszta”dowodzony przez podpułkownika Stanisława Kamińskiego ps. „Daniel”.
Generał Jerzy Kirchmayer oceniał, że ogólny stan liczebny jednostek AK w Warszawie wynosił ok. 50 tys. zaprzysiężonych żołnierzy (mężczyzn i kobiet) – z czego ok. 45 281 służyło w jednostkach Okręgu Warszawskiego AK, ok. 2300 w szeregach Kedywu, a 2200 w Pułku „Baszta”. Według tego samego autora w ramach okręgu funkcjonowało 800 plutonów AK (647 pełnych plutonów oraz 153 plutony „szkieletowe”), w tym 198 plutonów Wojskowej Służby Ochrony Powstania[49].
Ponadto po wybuchu powstania do walki włączyli się również członkowie pozostałych organizacji podziemnych: Narodowych Sił Zbrojnych (od 740 do 3500 żołnierzy), komunistycznych Armii Ludowej i Związku Walki Młodych (od 270 do 800 żołnierzy), Korpusu Bezpieczeństwa (ok. 600-700 żołnierzy),Polskiej Armii Ludowej (od 120 do 500 żołnierzy)[50][51][52]. Zgodnie z porozumieniem zawartym 8 sierpnia 1944 oddziały AL pozostawały podporządkowane pod względem taktycznym dowództwu AK, zachowując jednocześnie samodzielność polityczną i niezależność organizacyjną[53]. Podobny status miały utworzone w połowie września Połączone Siły Zbrojne AL, PAL i KB. Dowództwu AK podporządkowały się również jednostki NSZ-ZJ, nie uznającego zwierzchnictwa rządu w Londynie (ich żołnierze uzyskali legitymacje AK)[54]. Niejednokrotnie miały miejsce wypadki, gdy zaskoczeni wybuchem powstania żołnierze NSZ, a także żołnierze innych organizacji, przyłączali się do najbliższych walczących jednostek AK (niekiedy postępowały tak całe pododdziały). Mieszany charakter miało m.in. wywodzące się pierwotnie ze struktur NSZ Zgrupowanie Chrobry II[54].
Z różnorakich przyczyn – przede wszystkim ze względu na drastyczne skrócenie czasu mobilizacji przez dowództwo AK – jedynie część żołnierzy mogła wziąć udział w powstaniu. Z obliczeń autorów opracowania „Polskie Siły Zbrojne w drugiej wojnie światowej” wynika, że 1 sierpnia 1944 zmobilizowanych zostało ok. 36 500 żołnierzy AK – w tym ok. 32 500 w Warszawie oraz ok. 4 tys. na terenach podmiejskich[55]. Z kolei Jerzy Kirchmayer oceniał, że do walki przystąpiło ok. 23 tys. żołnierzy AK oraz ok. 1800 członków pozostałych organizacji podziemnych[56]. Poziom wyszkolenia żołnierzy był nierówny. Największą wartość bojową prezentowały zaprawione w potyczkach z Niemcami oddziały Kedywu oraz inne jednostki dyspozycyjne Okręgu lub KG AK. Pozostali żołnierze nie mieli na ogół świeżego doświadczenia bojowego, większość z nich brała jednak udział w wojnie obronnej 1939[57].
Biorąc pod uwagę straty poniesione przez powstańców w pierwszym dniu walki oraz fakt, iż część jednostek AK uległa wówczas rozwiązaniu lub przeszła do podwarszawskich lasów, Kirchmayer oceniał, że stan bojowy sił polskich przeciętnie w ciągu całego powstania wynosił od 25 tys. do 28 tys. żołnierzy[58]. Z kolei w ocenie pułkownika Adama Borkiewicza przez oddziały polskie przewinęło się w okresie powstania ok. 50 tys. żołnierzy (nie licząc zaprzysiężonych, którzy nie wzięli udziału w walkach). Z tej liczby ok. 10 tys. żołnierzy odpadło już w pierwszych dniach powstania (oddziały z Mokotowa,Ochoty, Pragi i powiatu warszawskiego), natomiast 1300 przybyło do stolicy spoza terenów Okręgu Warszawskiego AK[59].
W trakcie powstania struktura oddziałów powstańczych wielokrotnie ulegała przekształceniu. Już 7 sierpnia 1944, wobec rysującego się rozbicia powstania na kilka odosobnionych ośrodków walki, pułkownik „Monter” podzielił Okręg Warszawski AK na trzy części[55][60]:
Grupę „Północ” dowodzoną przez pułkownika Karola Ziemskiego ps. „Wachnowski”. W szczytowym momencie liczyła ona ok. 17 tys. żołnierzy – z czego 11 tys. walczyło na Starówce, 3 tys. na Żoliborzu, a 3 tys. w Puszczy Kampinoskiej. Grupa uległa rozwiązaniu 4 września 1944, tj. po upadku Starego Miasta;Grupę „Śródmieście” dowodzoną przez pułkownika Franciszka Pfeiffera ps. „Radwan”. W szczytowym momencie liczyła ona ok. 23 tys. żołnierzy – z czego ok. 13 tys. walczyło w Śródmieściu Północnym, 7,6 tys. w Śródmieściu Południowym, a 2,5 tys. na Powiślu;Grupę „Południe” dowodzoną przez podpułkownika Stanisława Kamińskiego ps. „Daniel”. W szczytowym momencie liczyła ona ok. 6 tys. żołnierzy – z czego ok. 5 tys. walczyło na Mokotowie, a ok. 1000 w Lasach Chojnowskich.
20 września 1944 roku komendant główny AK wydał rozkaz reorganizacji oddziałów powstańczych w stolicy, celem nadania im bardziej regularnego charakteru. Powstał w ten sposób Warszawski Korpus AK (pod dowództwem pułkownika „Montera”), w którego skład weszły trzy dywizje[61]:
8. Dywizja Piechoty AK im. Romualda Traugutta (Żoliborz) pod dowództwem podpułkownika Mieczysława Niedzielskiego ps. „Żywiciel”;10. Dywizja Piechoty AK im. Macieja Rataja (Mokotów) pod dowództwem podpułkownika Józefa Rokickiego ps. „Karol”;28. Dywizja Piechoty AK im. Stefana Okrzei (Śródmieście) pod dowództwem pułkownika Franciszka Pfeiffera ps. „Radwan”.
Do oddziałów biorących udział w powstaniu należy także zaliczyć jednostki wojsk regularnych, które, śpiesząc z pomocą Warszawie, wzięły bezpośredni udział w walkach. Były to:
oddziały 1. Armii Wojska Polskiego – w szczególności 8. i 9. pułki z 3. Dywizji Piechoty, 6. pułk z 2. Dywizji Piechoty, kompania rozpoznawcza z 1. Dywizji Piechoty oraz 2. pułk bombowców nocnych „Kraków”;alianckie dywizjony lotnicze wykonujące zrzuty zaopatrzenia nad Warszawą i okolicznymi lasami – w szczególności polska 1586. Eskadra Specjalnego Przeznaczenia, 148. Dywizjon RAF, 178. Dywizjon RAF, 31. Dywizjon SAAF, 34. Dywizjon SAAF oraz 95. Grupa Bombowa USAAF, 100. Grupa Bombowa USAAF, 390. Grupa Bombowa USAAF, 4. Grupa Myśliwska USAAF, 355. Grupa Myśliwska USAAF, 361. Grupa Myśliwska USAAF.
