במהלך שוודאי יעורר תרעומת ברוסיה, חתמו (יום ד', 20.8.08) ארה"ב ופולין על העסקה להקמת מערכת הגנת טילים נגד טילים מטעם ארה"ב בשטחה של פולין. על העסקה חתמו מזכירת המדינה האמריקנית קונודליזה רייס ושר החוץ הפולני רדוסלב סיקורסקי. בטקס נכחו גם ראש ממשלת פולין דונלד טוסק והנשיא לך קצ'ינסקי.
עיקרי ההסכם טוסק קרא את עיקרי ההסכם: ארה"ב מחוייבת לביטחון פולין; ארה"ב ופולין יפעלו יחד נגד איומים צבאיים ולא צבאיים; והסכמים צבאיים נוספים ייחתמו בעתיד בין שתי המדינות. הנשיא לך נאם אולם לא הזכיר את העוינות של רוסיה להסכם. קצ'ינסקי דיבר על הסכם כהסכם היסטורי. גם רייס אמרה שמדובר בהסכם היסטורי. היא הוסיפה שההסכם הגנתי באופיו: "חשוב שיהיו לך ידידים ושיהיו שותפים לתקוות שלך..... וארה"ב ופולין הן ידידות כאלה", אמרה.
רוסיה מאשימה סוכנות הידיעות 'רויטרס' דיווחה כי רייס אמרה לעיתונאים, כי העסקה "תסייע להתמודד עם איומים של המאה ה-21... ממדינות כמו אירן או צפון קוריאה". בורשה זעמו על טקס החתימה. הרוסים רואים את הקמת מערך הטילים כמערך הגנה נגדה, וטענו כי וושינגטון וורשה מיהרו לסגור את ההסכם כתגובה לפעולתה הצבאית בגאורגיה. ורשה וושינגטון הכחישו מספר פעמים את הטענה, אף על-פי שראש ממשלת פולין טוסק, אמר בשלב מסויים שהאירועים בגאורגיה העידו על כך שבת בריתה, ארה"ב חייבת לקחת ברצינות את חששה של פולין לגבי ביטחונה. מאידך, פרשנים פולנים הבטיחו כי המהלך נועד נגד מדינות במזרח התיכון ולא נגד רוסיה. פולין שהייתה רפובליקה של רוסיה הסובייטית עד 1991, גינתה את מתקפתה של רוסיה בגאורגיה.
סקר: הפולנים חוששים במזרח אירופה, עיתונים, מבקרים ופוליטיקאים מתחו קווי דימיון בין פעולותיה של מוסקבה בגאורגיה לבין ניסיונותיה של רוסיה הסובייטית בין השנים 1956 ל 1968 לחבל בתוכניותיה של צ'כיה והונגריה להתנתק ממנה. סקרים שנערכו בפולין לאחר פלישת רוסיה לגאורגיה הראו שהציבור הפולני שינה את דעתו הקודמת בנוגע למערך ההגנה, וכעת דוגל בהצבת המערך. כמו כן, נצפתה עלייה חדה בתחושות החשש מפני רוסיה. פוליטיקאים רוסיים וגנרלים נשמעו אומרים כי פולין חייבת להכין עצמה להתקפה הגנתית בעתיד – אולם בוושינגטון הפריכו את ההצהרה כרטוריקה ריקה.
"העמקת היחסים" ממשלת טוסק וארה"ב היו בתהליך של משוא ומתן על הצבת הטילים מאז שטוסק עלה לשלטון בנובמבר האחרון. תחת ההסכם דרש טוסק שיתוף פעולה צבאי גדול יותר עם ארה"ב בתמורה לשימוש באתר. לקראת יולי, נראה היה שהמשא-ומתן נקלע לקיפאון, אולם פשרה הושגה בין שתי המדינות רגע לפני שרוסיה התערבה במשבר בדרום אוסטיה. תחת העסקה, הסכימה וושינגטון לבסוף להיענות לדרישתה של פולין לצייד את צבאה בטילי פטריוט כדי להגן עליה מפני מתקפה קצרת טווח שוורשה חששה מפניה.
רייס הוסיפה בנאום היום, שתפקידה של פולין כשותפה אסטרטגית של ארה"ב בנאט"ו יוגבר כתוצאה מהעסקה. "זהו יום מאוד מיוחד", אמרה רייס. "עבור פולין ועבור ארה"ב זו רק עוד דוגמה להעמקת היחסים שלנו בעשרים השנים האחרונות".