Na mocy tego rozkazu władze rosyjskie w latach 1937-1938 wykonały karę śmierci na co najmniej 111 tysiącach osób polskiego pochodzenia, a prawie 30 tysięcy innych zesłały do łagrów. Większość z nich zmarła wskutek głodu, chorób i pracy ponad siły. Oprócz tego kilkadziesiąt tysięcy ludzi deportowano do Kazachstanu, na Syberię, w rejon Charkowa i Dniepropietrowska.
Wciąż nie jest znana ostateczna liczba ofiar. Dostępu do akt sowieckiego aparatu przemocy bronią władze Rosji i Białorusi. Według historyków Instytutu Pamięci Narodowej "Operacja Polska" była jedną z największych zbrodni w historii Europy XX wieku, klasyfikowanych jako ludobójstwo. Ogólną liczbę Polaków represjonowanych wtedy w Związku Sowieckim szacuje się na co najmniej 200 tysięcy.
Akcja została zaplanowana na trzy miesiące, jednak masowe represje wymierzone w "polskich szpiegów" trwały niemal do końca 1938 roku.
Na mocy podpisanego 21 marca 1921 roku traktatu ryskiego, kończącego wojnę polsko-bolszewicką 1919-1921, na terytorium Związku Sowieckiego pozostał ponad milion Polaków. Byli to między innymi rdzenni mieszkańcy I Rzeczypospolitej i potomkowie zesłańców z czasów carskich. Jeżeli przyjmiemy za liczbę ofiar Operacji Polskiej 200 tysięcy osób, oznacza to, że ofiarami NKWD stała się jedna piąta Polaków, którzy znaleźli się w granicach Sowietów.
Śledztwo w sprawie tzw. Operacji Polskiej prowadzi od stycznia 2017 roku Oddziałowa Komisja Ścigania Zbrodni przeciwko Narodowi Polskiemu w Szczecinie.