Kilka godzin po zamachach w USA policja wzmocniła ochronę amerykańskich i izraelskich placówek dyplomatycznych w Polsce. Wzmożona została również tzw. osłona operacyjna, czyli m.in. zdobywanie tajnymi metodami informacji o ewentualnych zagrożeniach terrorystycznych. Oficerowie BOR wzmogli ochronę ważnych obiektów państwowych. W ówczesnym Urzędzie Ochrony Państwa zarządzono podwyższony stan gotowości.
W dniu ataku Polskie Linie Lotnicze LOT odwołały wszystkie loty do USA i Kanady. Do Polski zawrócono dwa samoloty LOT, które leciały do USA. Później dyrekcja LOT-u podała oficjalnie, że w związku z zagrożeniem atakami terrorystycznymi istnieje większe prawdopodobieństwo rewizji osobistej pasażerów; wprowadzono także dodatkowe monitory do prześwietlania bagaży. Lotniska zaczęli patrolować policjanci, strażnicy ochrony lotniska, antyterroryści i straż graniczna. Funkcjonariusze chodzili w pełnym uzbrojeniu, w kamizelkach kuloodpornych, z bronią długą przygotowaną do strzału.
Przez kilka pierwszych dni po ataku niemożliwe stało się również zadzwonienie do Stanów Zjednoczonych, szczególnie do Nowego Jorku. Amerykanie zablokowali połączenia z zagranicy, żeby usprawnić krajowe. W całym kraju Polacy - w sposób mniej lub bardziej zorganizowany - solidaryzowali się z Amerykanami i składali hołd ofiarom zamachów. Przed ambasadą USA w Warszawie i konsulatem w Krakowie złożono tysiące wieńców i zapalono wiele zniczy. Przez kilka tygodni po zamachu organizowano setki marszów i pochodów ku czci ofiar.
Odprawiano msze święte - m.in. w bazylice św. Floriana w Krakowie. "To nie tylko Ameryka została zraniona. Tym czynem usiłowano poniżyć człowieka w jego wielkości i godności" - mówił bp Tadeusz Pieronek. Prezydent Aleksander Kwaśniewski oraz przedstawiciele władz państwowych i wojskowych wzięli udział we mszy w intencji ofiar ataków odprawionej w Katedrze Polowej Wojska Polskiego w Warszawie.
W czasie kilku dni następujących po ataku odwołano prawie wszystkie festyny, kiermasze i jarmarki. Dokładnie 48 godzin po ataku terrorystów - 13 września o godz. 14.48 - wszystkie wozy strażackie w Polsce wyjechały przed swoje jednostki i na dwie minuty włączyły syreny alarmowe. Trzy minuty wcześniej - o godz. 14.45 - większość polskich rozgłośni radiowych uczciła 10-sekundową ciszą w eterze pamięć ofiar zamachów w Stanach Zjednoczonych.
Dzień później - 14 września - ówczesny premier Jerzy Buzek zwrócił się do Polaków, by o godz. 12 "oderwali się od swoich zajęć i chwilą skupienia oddali hołd tysiącom ofiar". W Warszawie znowu zawyły syreny. Na chwilę stanęły autobusy i tramwaje. Polska Akcja Humanitarna, PCK i inne organizacje pozarządowe zorganizowały 14 września akcję "Zapalmy świece". W oknach tysięcy mieszkań o godz. 19 - w geście solidarności z ofiarami zamachów w USA - zapłonęły świece.
14 września bandery wojenne na wszystkich polskich okrętach opuszczone były do połowy. Festyny wyborcze i wszelkie akcje o charakterze rozrywkowym odwołała większość partii politycznych. Ponad tydzień po zamachach ówczesny koordynator służb specjalnych Janusz Pałubicki stwierdził, że w Polsce odnaleziono "istotny element tego, co się ostatnio zdarzyło w USA". Z kolei ówczesny szef MSWiA Marek Biernacki poinformował, że są "bardzo silne wskazania", że osoby podejrzane o terroryzm przemieszczały się przez Polskę. Nie chciał podać żadnych szczegółów. Nieoficjalnie media donosiły, że może chodzić o jednego z zamachowców.
Prasa spekulowała też, że jeden z zamachowców miał żonę Polkę i że przez Polskę wiodły szlaki tych terrorystów. Pałubicki zaprzeczał jednak tym informacjom.