En misstroendeomröstning i parlamentets underhus fällde till slut premiärminister Mateusz Morawiecki och hans nationalkonservativa parti Lag och rättvisa.
Nu får den tidigare EU-ordföranden Donald Tusk, som var Polens premiärminister 2007-2014, uppdraget att försöka bilda en maktallians av EU-vänliga partier som kan styra landet.
– Tack Polen för denna verkligt underbara dag. Inte bara för mig, utan för alla de som under årens lopp verkligen hoppats på att saker skulle bli bättre, sade Tusk i ett kort tal efter omröstningen.
248 ledamöter röstade för centerliberalen Tusk, 201 emot. Ett politiskt program lär presenteras under tisdagen och en ny regering kan vara på plats redan på onsdag.
Reparera relationer
Liberalen Tusks centerblock vill bland annat reparera Polens sargade relation till EU, som kritiserat landets förra regering för att inte respektera rättsstatens principer. En konsekvens av detta har varit att hålla inne åtskilliga miljarder kronor i fruset EU-stöd.
Nationalkonservativa partiet Lag och rättvisa har styrt Polen under drygt åtta år, men i valet för två månader sedan fick oppositionsblocket Medborgarkoalitionen 54 procent av väljarnas röster.
Lag och Rättvisa blev dock med 38 procent av rösterna landets största parti. Det gjorde att president Andrzej Duda, som också tillhör partiet, gav första försöket att bilda regering till Morawiecki.
Ett försök som alltså misslyckades i och med måndagens misstroendeomröstning.