中苏双方在将近一个半月的谈判中，总共进行了9次会谈。在这些会谈中，双方先后按照雅尔塔协定的规定，就中东铁路和南满铁路、旅顺港、大连港，乃至于新疆、中共等问题，达成了协议。最终，只剩下外蒙古疆界问题中苏双方始终达不成一致意见。然而，这时苏军已经出兵中国东北，斯大林强硬地表示，如果中方再不肯答应苏方的条件，红军最后难免会将东北交给中共。事到如今，国民政府代表也不得不按照蒋介石提出的三项交换条件，与苏联方面达成了妥协。这三项条件就是：第一，苏联必须保证东北三省的领土、主权和行政完整；第二，在苏联支持下被民族军占领的新疆三区必须恢复国民政府的管辖权；第三，中共必须统一于中央的军令、政令之下，苏联宣布不援助中国共产党。对此，斯大林毫不含糊地表示了认可。《中华民国重要史料初编》第三编（二），第572－651页。

　　8月14日，《中苏友好同盟条约》在莫斯科正式签订。条约附带4项协定，即《中苏关于中国长春铁路之协定》、《关于大连之协定》、《关于旅顺口之协定》、《关于中苏此次共同对日作战苏联军队进入中国东三省后苏联军总司令与中国行政当局关系之协定》。根据上述条约与协定，依照国民政府的要求，苏联政府做出了公开承诺，即：“同意予中国以道义上与军需品及其他物资之援助，此项援助当完全供给中国中央政府，即国民政府。”据此，中方承认外蒙古经公民投票可以独立，且“以其现在之边界为边界”。对于中东铁路和南满铁路（改称中长铁路），则宣布由中苏共同经营，唯路权归中国政府完全所有。对于大连港，中方同意其设为国际自由港，唯中方同意另订协定，将该自由港指定码头及仓库租与苏联。中国并同意与苏联共同使用旅顺口为海军基地。上述有关中长铁路、大连港和旅顺港之协定，有效期均为30年。《中华民国重要史料初编》第三编（二），第652－668页。

　　就在中苏两国政府在莫斯科举行谈判之际，中共中央刚刚召开了第七次代表大会，注意到抗日战争很快就要结束，美国大使赫尔利这时表现出强硬的反共态度，战后国共两党冲突难免，会议重新提出了打倒帝国主义和封建主义的问题。毛泽东公开告诫：“中国将要成为美国的半殖民地，这是一个新的变化，高级干部要注意研究美国的情况，要准备吃亏。”但是，毛泽东在会上坚信：只要情况允许，苏联必定会援助中共。战后“国际援助一定要来”。因为，苏联党是全世界无产阶级的总司令，共产国际没有了，但是总司令依然存在。故毛泽东明显主张：“准备廿、卅个旅，十五万人到廿万人脱离军区，将来开到满洲”去，一来配合苏军收复东北，二来得到技术条件。他兴奋地表示：“现在我们的根据地还不巩固，没有基础，有了东北，即有了巩固的基础。”由于东北是中国最大的重工业基地，因此，即使“我们把现有的一切根据地都丢了，只要我们有了东北，那么中国革命就有了巩固的基础”。《毛泽东在党的第七次代表大会上的结论》，1945年5月31日。显而易见，根据以往的经验，中共中央虽然知道苏联正在与国民党政府进行外交谈判，但是，他们并不相信这种外交协定真的会束缚住苏联援助中共的手脚。

　　1945年8月，苏联红军进入大连，受到全城人民的热烈欢迎。

　　1945年8月8日夜，因为注意到美国军队进攻的速度，特别是美国向日本本土投掷了原子弹，苏联军队没有等到中苏条约正式签订，就向日本驻中国东北的关东军发起了全面进攻。这时日本关东军还有31个师团、13个旅团，总共97万人，加上伪满军、伪蒙军，整个兵力超过了100万人，并且拥有5000余门火炮和将近2000架飞机。而苏蒙军队则有三个方面军137万人，再加上空军、海军等30余万人，各种炮将近3万门，坦克、自行火炮5000余辆，战斗机5000多架，其兵力和装备都占据了绝对优势。但是，由于东北三省的面积达到150万平方公里，相当于法国、意大利、西班牙、葡萄牙、瑞士和比利时6个欧洲国家面积的总和，陆战区南北长1500公里，东西长1200公里，苏军要在长达5000公里的正面发起进攻，进攻任务纵深达600－800公里，完成任务时间规定不超过三周时间，因此其指挥、联络，特别是部队协同与燃料等后勤供应的难度之大，亦可想而知。

　　与日本关东军作战的难度，还在于关东军的防御工事体系十分强大。日本关东军从1934年起就开始在中苏边境构筑工事，到战前已构筑了长达1000多公里的筑垒地域和8000多个各种永备工事。筑垒面积正面达50－100公里，纵深约50公里，包括有3－7个抵抗枢纽部。每一个抵抗枢纽部由3－6个支撑点组成，相互间均建立有火力联系。所有筑垒都是以当时最新工事构成，有钢筋水泥的炮兵和机枪永备火力点、钢帽堡、装甲观察所、土木质火力点、步兵掩体、反坦克壕和铁丝网，地下网四通八达，把各抵抗枢纽部联为一体。仅虎头筑垒地域，日军4个步兵中队、4个炮兵中队，不过1400人，就抗击了在航空兵支援下的苏军2个步兵师、1个坦克旅的进攻。一直打到8月26日，才消灭全部守军。在东宁筑垒地域，日军同样用2个步兵大队，2个步兵炮兵中队，不过2000人，抗击了苏军2个军的进攻。苏军曾经出动了500架次轰炸机，并以40门大炮轮番轰炸，倾泻弹药7000吨，竟始终不能攻克。直到8月26日日军奉命投降，苏军才占领该地。整个作战日军伤亡仅150人。在海拉尔筑垒地域，日军以1个旅团4600人固守。苏军进攻兵力逐次增加到2个步兵师、2个机炮旅、4个炮兵团，并有飞机、坦克的支援，最终也未能攻下。日军伤亡1600人，苏军伤亡达到2000多人。转见刘志青前引书，第302－306页。正是由于日军筑垒地域的顽强抵抗，苏军不仅付出了很大伤亡，而且凡遇到筑垒抵抗之处，均推进困难。

　　当然，尽管日军的筑垒防御对苏军构成了极大的阻碍，但是，火力强大，并且在欧战中身经百战的苏军还是占据了极大的军事优势。到日本8月14日正式宣告投降之日，苏军已经基本上摧毁了关东军的抵抗，俘虏了日伪军60余万人，占领了中国东北的大部分地区。