在德国法西斯失败三个月后，1945年8月9日零时10分，苏联撕毁了还有大半年到期的《日苏中立条约》，命令150多万大军从东、北、西三个方向，在4000多公里的战线上越过中苏、中蒙边境，向盘踞在中国东北的日本关东军发动突然袭击，在垂死的日本帝国身上踩下致命的一脚。曾号称“皇军之花”的关东军，在苏军的打击下，顷刻间灰飞烟灭。
在雅尔塔会议上，苏联在开列出一系列条件之后作出承诺，在欧洲战争结束后三个月内参加对日作战。当时，在战略上极其被动的日本还妄想凭借着四年前签订的《日苏中立条约》，通过苏联与盟国斡旋，达到体面和平。苏联对日本宣战，让幻想体面和平的日本，进入了灭亡倒计时。
1944年10月，在丘吉尔访问莫斯科期间，斯大林同英国军政领导人以及美国驻苏大使哈里曼、驻苏军事使团团长迪恩举行了会议。迪恩奉华盛顿指示，急于了解苏联在打败德国之后何时能加入对日本作战，并直接向斯大林提出了这个问题。第二天，斯大林给出了非常明确的答复。他说，当苏军有60个师在远东的时候，苏联就将对日开战。也就是说，除了已经在那里的30个师，还需要再增加30个师。
早在1943年德黑兰会议上，斯大林就对罗斯福和丘吉尔说过：“一旦德国最后垮台，那时就有可能把必要的支援部队调到西伯利亚，然后我们就能联合起来打击日本。”这是斯大林第一次明确表示在对德国战争结束后苏联将参加对日作战。当时，三方还就苏联出兵东北的政治条件进行了试探性的会谈。
1945年2月4日至11日，一个具有划时代意义的会议在苏联黑海北部克里米亚半岛的雅尔塔召开，出席会议的有苏、美、英三国首脑斯大林、罗斯福和丘吉尔。这是苏、美、英三国在第二次世界大战期间举行的一次最重要的会议，一共开了8次首脑会议、4次工作午餐或晚餐会议，还有多次双边会谈、多次外长会议。会议的一项重要内容，就是讨论苏联出兵中国东北问题。
2月8日，斯大林同罗斯福在雅尔塔秘密讨论了苏联出兵中国东北的问题。斯大林提出了苏联出兵的条件。他说：“如果这些条件不能得到满足，我们将难以向苏联人民解释，为什么俄国要参加对日作战。如果这些政治条件能得到满足，人民就会理解这是涉及国家的利益，而且非常容易将这项决定向最高苏维埃解释。”
2月10日，莫洛托夫将斯大林关于苏联出兵的条件协定草案递交美国驻苏大使哈里曼。当天，斯大林同罗斯福再次会晤，对草案作了修改，成为正式文本。英国没有参与协定草案的制定，美、苏两国也没有同英国商量。但是，2月11日，斯大林和罗斯福却邀请丘吉尔在协定书上签字。于是，这就成了《苏、美、英三国关于日本的协定》，即《雅尔塔协定》。
《雅尔塔协定》主要内容如下：苏、美、英三大国领袖同意，在德国投降及欧洲战争结束后的两个月或三个月内，苏联将参加同盟国方面对日作战。其条件为：一，蒙古的现状须予维持。二，日本1904年背信弃义进攻所破坏的俄国以前的权益须予恢复。即萨哈林岛南部及邻近一切岛屿须交还苏联；大连商港须国际化，苏联在该港的优越权益须予保证，苏联之租用旅顺港为海军基地也须予恢复；对沟通大连与外界联系的中东铁路和南满铁路，应设立一中苏合办的公司以共同经营之，经谅解，苏联的优越权益须予保证，而中国须保持在满洲的全部主权。三，千岛群岛须交予苏联。
雅尔塔会议留下的争议太多，正如时任英国外交部长艾登所说：“这里是一个将来国际上的是非窝。”艾登还批评罗斯福，说他热衷于同斯大林搞“秘密谈判”，达成有关远东问题的协定，“既不通知他的英国同事，也不通知他的中国盟友”。
四年前的1941年4月13日，苏联与日本签订了《日苏中立条约》。该条约规定，双方尊重对方领土完整，互不侵犯；缔约一方受到第三国攻击时，另一方将保持中立等内容。实际上，条约是双方面对各自的敌人所形成的妥协，以缓和1939年诺门坎事件后双方在中国东北地区剑拔弩张的形势，让各自免除两线作战的后顾之忧。按规定，条约于1946年4月失效，在其失效前一年，如某方不提出取消，则自动延长五年。
进入1945年，德意日轴心国已经日薄西山。4月5日，苏联外交部长莫洛托夫通知日本驻苏联大使佐藤尚武，苏联将不延长《日苏中立条约》，理由是在新的条件下，该条约已毫无意义可言。也就是说，这个条约将在1946年4月到期失效。按理说，虽然条约没有延长，但至少可以保证双方在1946年以前相安无事。只是这年2月秘密举行的雅尔塔会议，已经确定了苏联在德国投降三个月后对日宣战的原则。昔日的所谓“友好”，在战略利益和实力对比面前终究不值一提。
1945年7月17日至8月2日，斯大林、杜鲁门和丘吉尔在位于德国柏林西南30公里的波茨坦举行了代号为“终点”的秘密会议。7月17日下午5时10分，三巨头在塞西林宫举行第一次正式会议。这也是第二次世界大战期间三国首脑的最后一次会晤。尽管会议主题是讨论欧洲问题，但对日作战问题在会议上也占有重要地位。
早在5月5日，美国助理国务卿格鲁就将敦促日本投降的公告初稿起草完毕。当时，格鲁建议立即发布这份公告，以配合盟军在冲绳的作战。美国军方则坚持要等到日本拒绝投降后，盟军进攻日本本土时才发表，但杜鲁门决定在波茨坦会议期间发布。7月24日，杜鲁门同丘吉尔就草案的内容进行磋商，双方同意邀请中国参加。杜鲁门将公告的文本发给蒋介石，征求他的意见并请他在公告上签字。当天晚上8时35分，身在重庆的美国驻华大使赫尔利收到电报。电报被译成中文，呈递给了蒋介石。
7月26日晚9时20分，美、中、英三国向日本发出由杜鲁门、蒋介石和丘吉尔签署的《促令日本投降之波茨坦公告》，全文共十三条，主要内容包括：美国总统、中华民国国民政府主席及英国首相，“代表余等亿万国民，业经会商，并同意对日本应予以一机会，以结束此次战争”；美国、英帝国及中国之庞大的陆海空部队，经由西方调来的军队和空军的增援，业已增强多倍，“即将予日本以最后之打击”。
公告称，日本军队在完全解除武装以后，将被允许返其家乡，“使其有和平及生产生活之机会”；“吾人无意奴役日本民族或消灭其国家，但对于战犯，包括虐待吾人俘虏者在内，将处以法律之严厉制裁”；允许日本保留其经济所必需及足以偿付实物赔偿之工业，但“使其重新武装作战之工业不在其内”；“吾人通告日本政府立即宣布所有日本武装部队无条件投降，并对此种行动之诚意予以适当及充分之保证”，否则“日本即将迅速完全毁灭”。
《波茨坦公告》的发布，引起日本统治集体内部的混乱。7月27日，日本首相铃木贯太郎主持召开最高战争指导会议，用一整天的时间来讨论日本政府对《波茨坦公告》的立场问题。出席会议的有首相铃木贯太郎、外务大臣东乡茂德、内务大臣木户幸一、国务大臣安井藤治，陆军大臣阿南惟几、海军大臣米内光政、参谋总长梅津美治郎、陆军总司令东条英机、海军上将丰田副武。天皇也参加了会议。
7月25日，东乡茂德曾致电日本驻苏联大使佐藤尚武，要他会见苏联外交部长莫洛托夫，表示日本“真诚希望结束战争”。但是，东乡茂德又提出，日本想以“十分合理的条件来终止战争”，也就是保留天皇。在日本人看来，天皇的存在是关系到日本民族“生存和荣誉”的问题。只有在保留天皇的前提下，日本才会投降。反之，日本不会接受无条件投降。
《波茨坦公告》在起草时，曾有人提出以保留天皇制度为日本投降条件，但没有被采纳。公告既没有说废止天皇，也没有说要保留天皇，等于回避了这个问题。加之苏联没有在公告上签字，所以东乡茂德认为不要正面拒绝《波茨坦公告》，静观苏联的动向，再作定夺。
但以阿南惟几、丰田副武等为代表的军方人士态度强硬。阿南惟几认为，现在就谈论结束战争还为时尚早，日本陆军乃是世界上最强大的力量。丰田副武则明确表示：“这个公告是荒谬的，应不予考虑。”军方坚持认为，为了不影响日本军队决战的士气，主张不要公布《波茨坦公告》，如果真要公布，也应附上一项声明，表示坚决反对。
最终，铃木屈服于军方的压力，决定向外界公布一份经过删改的公告文本，对此不作评论。在会议召开的当天，日本报纸《朝日新闻》冠以醒目标题《可笑的事情》，披露了这件事，并评论说：“联合宣言不具有什么重要意义。它只会更加增强政府把战争胜利进行到底的决心。”
7月28日，铃木贯太郎在记者招待会上声明，《波茨坦公告》不过是开罗宣言的改头换面而已，因此，“政府认为公告并无任何主要价值，只有对它置之不理，我们只能为战争到底向前迈进”。很快，《纽约时报》便以《日本正式拒绝盟国促其投降的最后通牒》为标题，表达了美国人对日本政府对公告反应的理解。7月30日，日本的一家报纸《昭南新闻》以极其强硬的语气宣称：“如果敌人想结束战争，那么，让他们向日本投降吧。指望日本向他们投降的想法是荒谬的。”
进入8月份，形势对日本越来越不利。日本人一方面保持着高傲的姿态，对《波茨坦公告》置之不理；另一方面，却仍然在莫斯科做着无谓的外交努力。8月8日，东乡茂德在万分焦急之中又给驻苏联大使佐藤尚武发去电报，称“局势急转直下，必须尽快澄清苏联的态度。请再作努力，并急复告”。可这个时候，斯大林考虑的已不是调停，而是如何对日本宣战的问题了。
佐藤尚武终于得到苏联外交部门的通知，莫洛托夫将于8月8日晚8时约见他。稍后，莫洛托夫又将约见的时间提前了3个小时，改在下午5时。佐藤准时赴约。见面后，莫洛托夫并没有谈论苏联出面调停之事，而是向佐藤宣读了苏联对日本的宣战书：“从明天即8月9日起，苏联政府将认为它与日本处于交战状态。”莫洛托夫念完后，佐藤立即追问：“所谓自8月9日进入战争状态的时间，那就意味着8月8日是和平状态，自9日起为战争状态吗？”莫洛托夫作出了肯定的回答。佐藤又问莫洛托夫：“我可以把这个消息通知日本政府吗？”回答是，“当然可以，你想发什么样的电报就发什么样的电报，甚至可以用密码。”
实际上，日本大使馆的电话线在佐藤回来之前就已经被切断了。佐藤只好写了一封明码电报，派人送到莫斯科电报局发往国内。可是，电报并没有发出去。其实，佐藤的电报发或不发都已无关大局。因为莫斯科时间8月8日下午5时，已是东京时间8月8日晚上11时了。佐藤回到大使馆的时候，距离苏军发动进攻仅剩二十几分钟。
服部卓四郎在《大东亚战争全史》中写道：“日本的战争指挥领导人都在翘首等待预定于8月8日子夜佐藤大使同莫洛托夫外长的会谈结果——苏联方面的答复是：宣战！真是啼笑皆非，令人震惊。过去历时约两个月，拼死拼活进行的外交努力，结果不仅全成泡影，而且得到的是以铁锤代替了答复。”
8月9日零时10分，苏联红军从东、西、北三个方向，在4000多公里的战线上，越过中苏、中蒙边境，向关东军发动突然袭击。苏联向日本发起进攻时，日本方面并没有得到任何消息。直到8月9日凌晨，日本通过同盟社收听到一则国外广播和来自长春关东军司令部关于苏联红军进攻的报道，才得知苏联已经向日本开战。8月10日上午，苏联驻日大使马立克才将一份迟到的宣战书当面递交给了日本外务大臣东乡茂德。
早在雅尔塔会议上，苏联已经明确了出兵东北的决定，一方面在与日本虚与委蛇，另一方面通过西伯利亚铁路将大量的兵力与装备物资运往远东地区。雅尔塔会议之后，苏联着手军事准备。4月间，从原驻守远东的两个方面军——后贝加尔方面军、远东方面军中，抽出一部分兵力组成一个滨海军队集群。5月，苏联从西线抽调大军来增强远东的部队。7月，苏联正式开始准备对日作战，并且制定具体的作战计划。
西伯利亚铁路的修建，本来是出自于沙皇侵略中国的需要。几十年后，这条横贯西伯利亚的铁路成了苏联向中国东北运兵的大动脉。70多万苏联红军的调动，全靠这一条西伯利亚单轨铁路。苏联把如此多的兵力、武器及其它作战物资从9000至12000公里外的欧洲战场迅速调到远东，而且没有让日本察觉，这确实是一个让世人惊叹的奇迹。
1945年5月至8月，苏联向远东滨海地区和后贝加尔运去了136000节车皮的部队和作战物资。4月到9月，苏方共发出火车1692列。其中，运送步兵的502列，运送炮兵的261列，运送坦克兵的250列，运送工程兵和其他部队的670列。在调运高峰的6月和7月，每天晚上发出的火车平均为26列。当时从西线调到远东的苏军有三个诸兵种合成集团军和一个坦克集团军，共12个军39个师，使苏军在滨海地区和后贝加尔的兵力增加了一倍。
调往后贝加尔地区的各路大军首先在乔巴山会合，然后向展开地域开进。从卡雷姆斯卡亚到乔巴山的铁路是单轨，无法保证正常的车流量。因此，部队常常要靠两条腿走很长的路。机械化牵引的炮兵部队和机械化兵团在赤塔和卡雷姆斯卡亚下车后，至少要行军600至1200公里，即使从乔巴山到中蒙边界也要走250到300公里的路。
同时，苏联还组织铁路工人和民工不分昼夜地抢修铁路。为保证进度，苏军从道路兵部队抽调了两个公路桥梁营和两个公路建筑营来支援。第39集团军在没有铁道兵修路的情况下，就将工程兵调上来，并且动员了当地的中国老百姓支援，修复了哈隆——阿尔山——兆安的线路，总共修复和改轨2623公里，修复大、中型桥梁39座，小型桥梁60座，5条隧道。在后勤保障方面，苏军建立了200多座大型仓库，若干所野战医院，还有油库，储备了供157万人用的物资。
战争的胜负与指挥员的素质有很大关系。日本关东军毕竟是日军的一支劲旅，所以在对日作战的指挥官人选上，斯大林非常慎重。他几乎把苏军优秀的高级将领都派往远东，包括华西列夫斯基、麦列茨科夫和马利诺夫斯基三位元帅。
华西列夫斯基参加过两次世界大战，担任过连长、营长、团长、总参作战部长等职，1943年晋升为元帅，是第二次世界大战时期苏军的著名统帅，曾两次荣获苏联英雄称号。
麦列茨科夫是列宁格勒保卫战的英雄。1943年1月，他指挥的部队在第聂伯河东岸同德军进行了激烈的搏斗，终于突破了列宁格勒德军封锁线。斯大林认为，“他在森林地区作战和突破筑垒地域是很有经验的。”从苏联东部滨海地区向中国东北进攻，需要越过一大片原始森林，麦列茨科夫无疑是合适的人选。
马利诺夫斯基也是苏军最著名的将领之一。在斯大林格勒保卫战中，他指挥的坦克兵成功击败了企图救援被围困在斯大林格勒的德军曼斯丁军团。他曾率苏军从伏尔加河打到多瑙河，先后解放了罗马尼亚和匈牙利的首都。
为了保密起见，三名元帅到远东时都用了化名。6月29日，麦列茨科夫化名马克西莫夫，到达苏联远东城市伏罗希洛夫。7月4日，马利诺夫斯基化名莫洛佐夫到达赤塔。7月5日，华西列夫斯基化名华西里耶夫，也乘专列到达赤塔。7月30日，苏军最高统帅部大本营发出命令，任命华西列夫斯基为远东苏军总司令。8月2日，滨海军队集群改称远东第一方面军，司令员麦列茨科夫；原来的远东方面军改称远东第二方面军，司令员普尔卡耶夫；加上后贝加尔方面军，司令员马利诺夫斯基，一共就有了三个方面军。所有军队都由远东苏军总司令华西列夫斯基指挥。
到1945年8月初，苏军在远东共展开了11个诸兵种合成集团军，包括2个战役集群、1个坦克集团军、3个航空军集团和3个防空军集团，总兵力为1577700人，有26137门火炮，5556辆坦克，3446架飞机。此外，远东苏军还有太平洋舰队和阿穆尔地区舰队，协同地面部队作战。
根据1945年7月苏军拟定的对日作战计划，苏军将从蒙古的东突出部和滨海州东西两面对盘踞在中国东北的日本关东军实行突击，并从北面实行辅助突击，将关东军在东北的腹地分割围歼，以便速战速决，不让战争旷日持久。
苏军在兵力上作了如下配置：远东第一方面军，共60万人，突击方向为牡丹江地区，进而攻占哈尔滨、长春，是苏军在东部地区的主要攻击方向。远东第二方面军，共30万人，突击方向为沿黑龙江直指哈尔滨，是苏军的次要打击方向。后贝加尔方面军，共60万人，配备苏军在远东唯一的坦克集团军。突击方向有两个：一是以坦克集团军为主，穿越沙漠、草原和大兴安岭，直插长春和沈阳；二是以机械化集群向长城以北推进，指向张家口、多伦一线，牵制日本华北方面军。8月7日下午4时30分，苏军最高统帅部给华西列夫斯基发来命令：后贝加尔方面军、远东第一、第二方面军将于8月9日零时开始军事行动。
1945年8月9日凌晨，苏军150万重兵从三个方向跨越中苏、中蒙边境，进入中国东北境内，向日本关东军发起强大的攻击行动。尽管关东军早有对苏作战的准备，甚至一度还拉出与苏军决战的架势，但由于设想中的决战时刻远未到来，日军不仅未能侦察到苏军的实力，甚至连苏联正式对日宣战的消息也没能提前得到。在苏军的强大攻势下，关东军精心布设的阵线很快土崩瓦解。
长期以来，在人们的认识中，苏联远东战役的地位都和美国对日投掷原子弹并列，被定性为二战中压垮日本的最后一根稻草。但如果重新审视这段历史，人们会发现，这场声势浩大的攻势并不如历史教科书里说的那般威风。150万精锐苏军面对的只是60余万缺乏武器装备的新组建的日军，并非传说中的日本陆军主力。
1904年，日本入侵中国东北，挑起了日俄战争。经过一年多的厮杀，日本获胜。长期觊觎中国东北的日本侵略者，借口保护南满铁路权益，专门成立了一支所谓的“满铁”守备队，另外还在南满留驻了一个师团，两部兵力大约2万人。因为当时日本在其控制的中国东北成立了关东州，所以这支部队也被称为“关东军”，归属关东总督指挥。由此，关东军便开始了盘踞东北长达40年之久的罪恶行径。
1919年，为提升关东军地位，日本撤销了关东都督府，设立了权限较小的关东厅，并在关东都督府陆军部的基础上组建了关东军司令部，统帅驻扎在中国东北的日军各部。关东军从此直接受日本天皇指挥，独立性大大增强。
1931年9月18日，日本悍然发动“九一八”事变。磨刀霍霍的关东军借机从南满铁路属地冲出，一天之内便占领了沈阳、长春、辽阳等城市。同时，关东军开始急速增加兵力：1931年关东军仅有三个师团，1932年达到六个，1933到1936年保持五个师团的兵力，1937年达到七个，1938年九个，1939年十一个，1940年十二个。
1941年七八月间，为了配合纳粹德国对苏联的进攻，关东军接连组织以苏联为目标的特别大演习，再次调集大量部队囤积东北。到日本偷袭珍珠港前，关东军的总兵力已经达到三十一个师团，人数上升到85万人，对外号称百万。不过眼看德国入侵苏联受挫，日本不敢贸然进攻苏联。趁英法等国忙于欧洲和非洲战事，无力东顾之机，日本决定先发动太平洋战争。关东军于是奉命南下。
1941年12月7日，日本偷袭珍珠港，挑起太平洋战争。次年6月，日军在中途岛海战中遭到惨败，被迫停止了战略进攻，转而采取守势。关东军也不再敢主动挑起事端。1942年下半年，日本《陆军综合作战方案》专门指示关东军，要“防止对苏发生战争，维持北方静谧状态”，但仍在继续扩充关东军力量。1942年10月，日本将关东军司令部升格为关东军总司令部，增设两个方面军司令部和装甲军、关东防卫军司令部以及第2航空军司令部。
从1943年下半年起，为挽回太平洋战场的颓势，日本大本营开始陆续从关东军抽调兵力增援太平洋战场，指望这支所谓的“精锐之师”能够挽救自己失败的命运。1945年1月，大本营又从关东军抽调十三个师团和一支高度机械化的常备兵团前往太平洋战场。
可是，关东军不但没能扭转太平洋战争的败局，反而白白充当了对美作战的炮灰。1945年4月初，美军攻占冲绳岛，并对日本本土开始空袭。日本不得不集中兵力，进行本土决战的准备，从关东军抽走七个师团，并将关东军储备的近三分之一的战略物资及大批人员调回国内。到了1945年上半年，关东军实际上已经成了空架子，共有多达二十个师团被抽调到其他战区，其中大部分调回日本，准备参加预期中的本土防卫战。到南洋去的日军师团实际上并不是关东军主力。如去菲律宾的第1师团只是一个11000人的轻装师团，可第1师团在关东军时是28000人的重装师团，留在日本的主力部分叫做机动打击第201师团。
1945年5月初，德国无条件投降后，苏联的视线逐渐转向远东地区。中国共产党领导的东北抗日武装也在不断打击和消灭日军力量。关东军只好重新扩充力量，进行备战。
此时，关东军拥有1945年2月编组的八个师团，1944年新建的四个师团，由关内调来的第39、63、59、117共四个师团。这十六个师团构成了关东军的主力。到了战争临近的7月份，关东军还在极力扩军，征召了25万在东北的日本侨民，编成一个军司令部、八个师团、七个独立混成旅团、一个坦克旅团、五个炮兵联队和若干其他部队。
到了开战前，关东军纸面上拥有二十四个师团又九个独立混成旅团，以及部分边境守备部队。如果算上日本海军的镇海警备府下属的旅顺方面特别根据地队和元山方面特别根据地队2万人，以及日本陆军第5方面军在南库页岛、千岛群岛的约9万人，在远东战役全部作战地域的日本陆海军共约68万人，其中关东军57万，包括在北朝鲜的6万。
但是，关东军兵力的增加只是一种表面上的膨胀。关东军八成的部队是1944年以后编成的没有作战经验的新部队，大部分甚至是在7月才征集侨民组成的，而战争在8月就爆发了，就连武器都没来得及装备。
曾任职关东军作战参谋、著有《大东亚战争全史》的服部卓四郎认为，这支看似人数众多的关东军，缺少野炮400门、机枪236挺、掷弹筒4900支、约10万把刺刀。如果从编制上看，大约缺半个师团的机枪、十个师团的掷弹筒和十一个师团的野战炮。再加上日本在各个战场连遭惨败，士气低落，关东军往日的威风已不复存在，全部战斗力不过相当于关东军巅峰时期的八个半师团而已。
日本大本营非常清楚自己的底细，在战事临近时，对东北的防御战略进行了重大调整。1945年5月30日，日本大本营陆军部下达新的对苏作战要点，将原先歼敌于边境地带的战略，调整为确保以通化为中心的满洲东南三角地区，即在沈阳到图门的京图线铁路以南与沈阳到大连的连京线铁路以东，以这两条铁路构成防卫圈，以通化作为整个防御计划的核心要点。新作战方针以日本本土决战为根本，不拘泥于边境争夺。
欧洲战事结束三个月后，苏军终于腾出手来对付关东军。1945年8月9日凌晨，苏军从三个方向跨过国界，强渡额尔古纳河、黑龙江和乌苏里江，分别从后贝加尔、黑龙江沿岸和滨海地区进入了中国东北，在4000多公里长的战线上对关东军发起了进攻。
对苏军的进攻，关东军一点准备也没有。仗打起来的时候，司令官山田乙三大将还在大连津津有味地欣赏着歌舞演出，全然不知边境线上发生的一切。接到苏军开战的消息后，他才匆忙于8月9日下午赶回长春。起初，关东军在参谋长秦彦三郎的主持下，只是下达了一项应急的作战命令：“(一)东正面苏军业已开始进攻；(二)各方面军、各军及关东军直属部队，对各入侵之敌务必尽速排除，准备全面开战。”
关东军司令部参谋草地贞吾回忆：“当时对苏军的进攻，究竟是真正意义上的正式进攻，还是局部的或一时的进攻，并不能十分肯定。因之，还不能下达按计划发动全面作战的命令。”直到综合各方面的报告，关东军才得出苏军已经开始全面进攻的结论，急匆匆地下达了全面作战的命令：“各方面军及各军根据关东军作战计划粉碎各入侵之敌。”
日军在5月底的战略调整让苏联各路大军没有受到太大的抵抗。苏军后贝加尔方面军的第17集团军在8月9日这天推进了70公里，到达内蒙古赤峰地区；第39集团军迂回了哈伦阿尔山筑垒地域，前进了60公里；近卫坦克第6集团军向长春方向推进了150公里。苏联方面也承认，并没有遇到日军主力。文件说，“日军第3方面军主力配置在满洲纵深的长春和沈阳两地域内。由于这一情况，更主要是由于苏军行动坚决，苏军才得以迅速推进。”
苏联人最大的敌人是道路、河流、气候以及后勤。8月14日，后贝加尔方面军的装甲前锋攻占了洮南，一个位于长春西北约200多公里的地方。苏军第39集团军下属的坦克44旅在这天攻占了索伦，但因为缺乏油料，只能停了下来。
其他两个方面军大致上演了相同的故事，除留下部分部队围攻日军边境的筑垒地域，其他部队向纵深切入，一路顺风顺水。苏军远东第一方面军的行动稍稍遇到了一点麻烦，被日军建在绥芬河、密山、东宁、东兴等地的边境筑垒和城镇所阻挡，直到12日才越过这些要塞，前进到了牡丹江边。日军集结了第126、135两个师团，在牡丹江以西10公里的掖河山构筑阵地，抵抗苏军的进攻。直到8月15日战争结束时，牡丹江仍然没有被占领。
苏军远东第二集团军的辅助进攻相对顺利。独立步兵第5军在8月14日进入了宝清，红旗第2军8月15日抵达孙吴附近，展开对日军第123师团的进攻准备。事实上，这个方向的日军只有一个师团、两个旅团，兵力薄弱，独立步兵第5军甚至是在无人地带行军。
日本当局一直担心苏联参战，现在木已成舟。美国又于8月6日、8月9日连续向日本投放了2颗原子弹。就在8月9日远东战役打响之日，日本召开了最高战争指导会议，讨论是战是降的问题。会议争论不休，一直开到晚上11点多。天皇裕仁认为，“敌人既然已经使用了这种武器，继续进行战争越发不可能了。”他斥责了陆海军统帅部继续战争的主张，决定接受《波茨坦公告》，无条件投降。
8月10日上午7点13分，日本内阁通过瑞典向盟国发出所谓“和平”照会，坦言准备投降，只求保留天皇。同日，日本大本营下达命令，指示关东军在万不得已的情况下，可以放弃满洲，退守朝鲜。此时，远东战役刚刚开始了一天。
经过近一周的激战，8月14日，苏军各集团军已成功越过了原始森林、高山大漠，正在茫茫的平原上迅速向东北腹地推进。这一天，日本政府向美、英、苏、中四国政府发出照会：“(一)天皇陛下已就日本政府接受《波茨坦公告》条款事发出诏书；(二)天皇陛下准备授权并保证他的政府和帝国大本营签署为执行《波茨坦公告》的规定所必需的条款。天皇陛下还准备命令所有陆海空军当局和所有在他们统辖之下的各地部队停止作战行动，缴出武器，并发出盟军最高统帅为执行上述条件所必须的其他命令。”
8月14日下午4点，通化关东军司令部接到长春的来电，说东京有重大问题相告，请司令官必须返回长春。于是，山田乙三和秦彦三郎急匆匆地赶往长春。到长春后，他们又接到日本大本营的电报：“明天十五日正午，将有重要广播，请收听。”
1945年8月15日中午12点，日本著名播音员和田信贤对着麦克风说：“从现在起，天皇陛下对全体国民亲自宣读诏书……”和田信贤的话音刚落，广播里响起了日本国民熟悉的音乐，那是日本国歌《君之代》的乐曲。国歌播完后，日本天皇裕仁发布投降诏书：“朕深鉴于世界大势及帝国之现状，欲采取非常之措施，以收拾时局，兹告尔等臣民，朕已饬令帝国政府通告美英中苏四国，愿接受其联合公告……”
日本天皇虽然发布了投降诏书，但关东军的抵抗并没有停止下来。长期以日军“王牌”自居的关东军为了维护自己所谓“皇军之花”的脸面，以没有收到日军大本营的停战命令为由，仍然负隅顽抗，不肯投降。
莫斯科最高统帅部命令苏军继续进攻。8月16日，苏军总参谋部在《真理报》上发表声明：“(一)日本天皇8月14日关于日本投降的公告只是关于无条件投降的一般性宣言，对武装部队还未发出停止战斗行动的命令，日军武装部队依然继续抵抗；(二)当日本天皇命令自己武装部队停止战斗行动并放下武器，而且这一命令确实付诸实行时，日本武装部队才算投降；(三)鉴于此，苏联远东武装力量将继续同日本作战。”
8月16日，苏军红旗第1集团军攻克了牡丹江市，消灭日军4万多人。后贝加尔方面军向前推进了250至400公里，前锋已直指东北中心地带。关东军司令部决定放弃长春，固守通化，并指令伪满洲国皇帝溥仪随司令部迁往通化，企图在通化一带与苏军决战。
8月16日下午4点，关东军接到了日本大本营关于全体陆海军部队投降的命令。关东军司令部立刻向各部队传达，同时向苏联方面请求停止战斗。
当晚，关东军司令部召开幕僚会议，这是决定关东军命运的一次会议。会议围绕三套方案展开了激烈的争论：第一，作战到底；第二，继续战争，在有利条件下相机停战；第三，立即停战。会上，同意第一种方案的人占了多数。秦彦三郎表示：“我们作为军人，除服从陛下命令，别无忠节之道可言，否则将永世成为乱臣贼子。那些顽固坚持作战的人，最好是先把我的头颅砍下来，然后再继续战争。”山田乙三也强调，既然“圣断已下，本军只能奉戴圣旨，全力以赴终战。”
8月17日下午5点，关东军司令官山田乙三大将致电苏联远东军司令部华西列夫斯基元帅，说关东军“奉天皇之命停止军事行动”，向苏军缴出武器。晚上7点，日军飞机在苏联远东第一方面军驻地投下2个信筒，内有关东军第一方面军司令部关于停战的请求。
可实际上，关东军并没有真正停止战斗。在一些地方，日军甚至还在发动反击。8月18日下午7点，120名苏军空降兵在哈尔滨机场降落。在那里，他们遇见了关东军参谋长秦彦三郎。苏军全权代表谢拉霍夫少将向秦彦三郎通报了苏军的最后通牒：“兹向关东军司令部提出，从8月20日12点起在全线停止对苏军的任何战斗行动，放下武器，缴械投降。之所以提出上述期限，是为了使关东军司令部停止抵抗和投降就俘的命令能够下达到自己的所有部队。一俟日军开始缴械，苏军即停止战斗行动。”
8月19日中午，苏军代表阿尔捷缅科上校率领军使团，在歼击机的护航下到达长春机场，与日军进行谈判。在苏军代表面前，山田乙三上交了象征指挥权的佩刀，在投降书上签了字。当晚，关东军司令部大楼上的太阳旗不见了，换上了苏军的红旗。从8月19日起，除部分通信联系断绝的部队外，大部分关东军开始有组织地向苏军投降。
为了加快解除投降的日军武装和接收俘虏，不让日本人把贵重物资运走，使破坏工业企业和其他重要设施的情况得到阻止，在中国东北、北朝鲜的一些大城市，苏军实行了空降。8月19日，苏军空降兵占领了长春和沈阳，5万多名日军缴械投降。苏军还在沈阳俘虏了末代皇帝溥仪。8月20日，关东军第5军司令官清水规矩来到牡丹江苏军红旗第1集团军指挥部，向苏军投降。
但到了8月20日12时，东北的战争仍未结束，与外界失去联系的日军虎头、东宁等要塞仍在抵抗。虎头要塞8月26日才被攻克，1400名日军除少数人之外全军覆没，苏军伤亡数量相当。8月28日，日军第3军参谋军官河野拿着日本终战诏书的复件招降了东宁要塞的守军。8月30日下午2点，901名日军士兵走出要塞投降。这仍然不是最后的战争。9月2日，苏军步兵第365师还在牡丹江附近遭受了2000多名日军的拼死抵抗。
8月22日，哈尔滨日军第4军43000人向苏军投降。8月23日，苏军占领辽阳、旅顺，24日又占领大连。到8月下旬，进入东北腹地的几路苏军，在中国出关作战的八路军和东北抗日联军的协助下，顺利进占哈尔滨、吉林、长春、沈阳等所有重要城镇。至此，整个内蒙古和东北完全解放。
据原八路军第十六军分区司令员曾克林回忆，沈阳苏军曾将日本关东军最大的武器仓库——苏家屯仓库交给他们看管，他们发现里面的武器可以装备几十万人。曾克林回忆，“先后拉了三天三夜，拉出步枪2万多支、轻重机枪1000挺，还有150门各种口径的迫击炮、野炮和山炮”。这批武器不仅装备了自己和到达东北的其他部队，而且还向山东运送了一批武器弹药，仅子弹和炮弹就有500多万发。
在朝鲜北部，在金日成领导的人民武装配合下，苏军推进到三八线附近。到8月30日为止，在中国东北和朝鲜北部，关东军各部队武装基本被解除。南库页岛、千岛群岛的战事也在8月下旬和9月初相继结束。
自8月9日苏军对日作战以来，远东战役历时三周就取得了全面胜利。战役中，苏军击毙日军8.3万人，俘虏59.4万人，缴获大炮和迫击炮4300门、坦克686辆、飞机861架以及大量轻武器和军用物资。而苏联方面仅伤亡3.2万人。日方统计，远东战役伤亡约4万人，被押往西伯利亚的日本人是57.5万。
那些靠关东军发家的日本战犯大多没有逃脱正义的审判。曾任关东军宪兵司令、参谋长的东条英机，曾任关东军副参谋长、参谋长的板垣征四郎，曾任关东军参谋长的木村兵太郎，曾供职于关东军司令部、后任第7方面军总司令的土肥原贤二，曾供职于关东军司令部、后任第14方面军参谋长的武藤章，均被送上了绞刑架。
长期以来，百万苏联红军以摧枯拉朽之势歼灭数十万日本关东军的说法深入人心。在远东战役中，苏军的确击败了日本关东军，但战果值得商榷。到8月15日日本投降时，苏军并没有击垮日军，甚至没有触及日军的核心防线，更不用说攻克任何一座大中型城市了。
从8月15日的战线可以看出，虽然苏军在各条战线上高歌猛进，但到此时，齐齐哈尔、哈尔滨、牡丹江、长春、沈阳、通辽等所有大城市均没有被占领。在海拉尔、索伦、富锦、佳木斯、绥芬河、东宁和牡丹江等边境筑垒地域，日军都进行了顽强的守备。如果说依据天皇命令缴械的数十万关东军是苏军战俘的话，那么在关内向中国军队投降的128万日军又算什么？按战争史研究惯例，战果应指在作战中导致敌方伤亡、俘虏与投降者，并不包括因国家战败而成建制投降者。
