波茨坦公告发表后，日本最高战争指导会议于1945年7月27日开会，讨论波茨坦公告与苏联调停的问题。军部阿南惟几陆相、梅津美治郎参谋总长等主战派以种种条件为理由主张全面拒绝波茨坦公告；东乡外相等人则认为：苏联政府未在波茨坦公告上签名，因此苏联对日本仍然保持着法律上的中立，且盟国对过去所提出的无条件投降的要求有所缓和，所以应当先看一看苏联的态度，然后再最后决定日本的态度。7月28日，铃木首相屈服于军部首脑的强烈要求，在一次记者招待会上声明说：波茨坦公告只不过是《开罗宣言》的“旧调重弹”，“政府认为（公告）并无任何重要价值，只有对它置之不理。”
日本公开拒绝波茨坦公告，同盟国只有对日本法西斯进行最后一战。美国杜鲁门政府为了争取掌握占领日本的主动权，急欲单独迫使日本投降，以便获得在战后同苏联对抗的有利战略地位，遂于8月6日抢在苏联出兵之前在日本广岛投下第一颗原子弹。9日，又在长崎投下了第二颗原子弹。日本居民遭受的灾害是日本军国主义政府拒不投降的结果。8月8日17时（莫斯科时间，东京时间为当日23时），苏联外交人民委员莫洛托夫召见日本驻苏大使佐藤尚武，交给他一份苏联对日宣战书，宣布参加波茨坦公告，并当面宣布，苏联从8月9日起同日本处于战争状态。苏联对日宣战，既是履行在雅尔塔会议上所承诺的在德国投降后2或3个月参加对日作战的反法西斯战争的国际义务，也是苏日矛盾加深，双方长期军事对峙的总爆发。
1945年春，苏军即已根据《雅尔塔协定》，向远东集结兵力。从20世纪初日本发动日俄战争起，日本在对朝鲜、中国实施侵略政策的同时，一直酝酿进攻苏俄的战争计划。1928年，日本就企图侵占西伯利亚，以消除第一个社会主义国家在亚太地区可能发生的革命影响。日本侵占中国东北后不久，苏联政府出于维护自身利益的需要，在远东地区不刺激日本，于1932年3月16日，由苏外交人民委员李维诺夫在日内瓦曾向日本大使提议签订互不侵犯条约问题，但遭到拒绝。日本在拖延10年之久后的1941年4月13日，才与苏联签订中立友好协定，有效期为5年，并发表声明：互相尊重所谓“蒙古人民共和国”与“满洲国”双方领土完整与相互不可侵犯性。
1932年8月，日本参谋部制定了1933年度的对苏作战计划，企图把刚刚侵占的中国东北作为北上进犯苏联的跳板，阴谋夺取整个远东地区，与中国东北、内蒙连成一片，以作为争霸亚洲及世界的战略基地，并建立对苏作战的有利态势。只是由于中国共产党领导的东北抗日联军奋勇抵抗，“关东军迫于讨伐，致使本来的目的——准备对苏战略体制，始终未得进展”。
1938年7月和1939年5月～8月，关东军先后在张鼓峰和诺门坎事件中受到苏联红军的严重打击而遭惨败。关东军对此一直耿耿于怀。1941年6月25日，即德国进攻苏联后的第3天，当时苏联大使曾询问日本外相松冈洋右，日本是否将遵守与苏联签订的条约保持中立。松冈对此未作正面答复，却说：“三国公约是日本对外政策的基础，如果目前的战争以及中立协定与此基础有抵触……则中立协定无效”。
日本毫无诚意执行苏日中立友好协定不打自招。日军参谋总部不仅企图夺取苏联的远东领土，而且妄想毁灭苏联的全部武装力量，打算把鄂木斯克作为法西斯德国与军国主义日本瓜分苏联的分界线，代号为“关特演”的1941年的计划就是这样的计划。随着法西斯德军在苏德战场的失败，日本企图利用苏德战场上的有利形势入侵苏联的计划也随之变成泡影。但日本“仍然认为进攻苏联是他们政策的基本目的之一，既未放弃其侵略野心，也未放弃其进攻的准备。”据此，苏联政府于1945年4月5日宣布废除苏日中立协定。
苏联对日宣战，大大出乎日本意料之外。日军原来判断，苏军对德作战结束后，需要休整，对日作战时间可能在1946年春，最早也要在1945年9月上旬；苏军的主要进攻方向，可能由苏联远东滨海地区向中国东北实施。关东军根据这一判断，把防御重点定在中国东北的东部方向。
8月9日零时，苏军发起对日作战，到9月2日日本正式签订投降书，历时24天。苏军把这次战略性进攻战役称为“远东战局”。中国军史学术界习惯上把它称为“远东战役”。它包括5个不同规模的战役，即：在中国东北地区进行的3个进攻战役、南库页岛和千岛群岛登陆战役。