V prvých dňoch povstania sa po stratách západného a východného Slovenska utvorilo povstalecké územie z rozlohou približne 20 000 km2. Jeho územie sa však s postupom nemeckých jednotiek zmenšovalo zo dňa na deň. V prvých dňoch povstania stálo proti nemeckej okupačnej armáde asi 18 000 povstaleckých vojakov a dôstojníkov. Po prvej oficiálnej mobilizácii 5. septembra to bolo už 47 000 a po druhej mobilizácii koncom septembra 1944 až 60 000 vojakov, s ktorých však veľká časť nemala vhodnú výstroj a výzbroj. Z ťažkých zbraní disponovali povstalci asi 120 tankami, z ktorých ale len 43 bolo pojazdných. Naproti tomu nemecké jednotky mali asi 90 tankov a 40 samohybných diel, čiastočne porovnateľnej kvality ako povstalci. Povstalecké delostrelectvo bolo početnejšie, no kvalitatívne zaostávalo za nemeckým. V priebehu septembra nemecké letectvo ovládlo vzdušný priestor nad Slovenskom. Po zbombardovaní letiska Malacky americkým letectvom a prílete stíhacieho pluku zo ZSSR sa situácia zmenila a vzdušnú prevahu si vybudovali povstaleckí letci.
Vojenský priebeh povstania možno rozdeliť do troch vývojových období. Do 9. septembra 1944 sa skončila prvá fáza obranných povstaleckých bojov. Povstalecká armáda utrpela značné straty na zásobách vojenského materiálu, ktorý citeľne chýbal v neskorších dňoch. Pre povstanie boli stratené Spiš a Liptov. Na Hornej Nitre prebehli ťažké ústupové boje, v ktorých povstalci utrpeli značné straty.
V druhej fáze povstaleckých bojov od 10. septembra do 18. októbra 1944 sa reorganizáciou povstaleckej armády podarilo spomaliť nemecký postup. Napriek všeobecnému ustupovaniu zaznamenávajú povstalci vďaka osobnému hrdinstvu svojich vojakov aj rad povšimnutiahodných vojenských úspechov. Spomenúť možno boje pri Telgárte, obranu výšiny Ostrô, obranné boje v oblasti Dolnej a Hornej Štubne, neskôr Čremošného a pod. Napriek tomu dochádza v septembri 1944 k strate Hornej Nitry a Turca.
Poslednou fázou obrany povstaleckého územia bolo obdobie od začiatku generálnej nemeckej ofenzívy 18. októbra až do vojenskej porážky povstania koncom októbra 1944. Priama okupácia a nastolenie Szálasiho režimu v Maďarsku umožnilo nemeckej armáde rozhodujúci útok proti slabo zabezpečeným južným úsekom povstaleckej obrany, kde sa dovtedy nebojovalo. Zo všetkých strán obkľúčené povstalecké územie o necelých desať dní tomuto tlaku podľahlo. Vedenie akýchkoľvek otvorených bojov s nemeckými jednotkami nasadenými proti povstaniu už nemalo najmenšiu nádej na úspech. Preto generál Rudolf Viest, ktorý 7. októbra priletel z londýnskeho exilu a prebral od Goliana velenie povstaleckej armády, vydal 27. októbra 1944 rozkaz pre ústup z Banskej Bystrice na Donovaly. Zakrátko nato rozpustil povstaleckú armádu a súhlasil s jej prechodom na partizánsky spôsob boja.
