– När jag ser de här hundratusentals leende ansiktena har jag en bra känsla av att vi står inför ett genombrottet i vårt hemlands historia, säger oppositionsledaren Donald Tusk vid ett tal inför massorna i Warszawa.
En talesperson för staden säger att omkring en miljon människor har samlats.
– Det är helt klart den största demonstrationen i Warszawas historia, säger talespersonen Monika Beuth.
Anhängare har bussats in från hela landet i det som kallas för "marschen för en miljon hjärtan".
Polen går till valurnorna den 15 oktober. Tusks parti Medborgarplattformen ligger i opinionsundersökningar några procentenheter bakom PIS, men den tidigare rådsordförande i EU hoppas kunna bilda en styrande koalition efter valet.