Polski wywiad przeprowadził w czasie wojny szereg akcji i operacji wywiadowczych mających kluczowe znaczenie w przebiegu II wojny światowej. W 2005 roku polsko-brytyjska komisja historyczna znalazła w archiwach brytyjskich notatkę, z której wynika, że 45 proc. ogółu brytyjskich doniesień wywiadowczych okresu II wojny światowej pochodziło z polskich źródeł, z czego 85 proc. określono jako „wysokiej lub bardzo wysokiej jakości”.
Jednym z kluczowych sukcesów polskiego wywiadu było złamanie przez Biuro Szyfrów niemieckiej maszyny szyfrującej Enigma, po raz pierwszy w 1932 roku. Szczególne zasługi na tym polu wniósł zespół kierowany przez Mariana Rejewskiego, który odtworzył połączenia wewnętrzne Enigmy i opracował jej „model matematyczny”. Na jego podstawie został skonstruowany „sobowtór” Enigmy, zresztą znacznie lepszy i wydajniejszy niż niemiecki oryginał. Praca ta została wykonana w warszawskiej Wytwórni Radiotechnicznej AVA. Razem zbudowano 15 takich zrekonstruowanych maszyn. AVA zbudowała także urządzenia pomocnicze do złamania szyfru Enigmy: cyklometr i bombę kryptologiczną. Polską innowacją na polu dekryptażu były również perforowane arkusze Zygalskiego sporządzone w latach 30. w Biurze Szyfrów według pomysłu Henryka Zygalskiego.