1945年9月2日，日本外相重光葵代表政府，总参谋长梅津美治郎代表大本营，在停泊在东京湾的美国“密苏里”号战列舰上，向美、中、苏、英等同盟国举行了日本无条件投降的签字仪式。这年8月8日苏联政府对日宣战；次日，苏联军队开始了在远东的战斗行动，战斗行动持续了近一个月。
早在当年的2月，苏联政府就已开始准备对日作战。4月5日，日苏中立条约期满，苏联政府就通知日本驻苏大使：在当前情况下，日苏中立条约已失去意义，延长是不可能的。在这期间，苏联从欧洲战场秘密调运75万军队到远东地区，使这个地区的兵力增加到158万，坦克5500余辆，飞机5300余架。驻守中国东北地区的日本关东军为97万人，坦克160辆，飞机1800架。苏军在兵力和技术装备上已占压倒优势，且还是胜利之师，士气旺盛。波茨坦会议期间，苏军总参谋长安东诺夫大将曾说：苏联将于8月下旬完成对日作战准备，而作战的确切日期将取决于正在莫斯科举行的中、苏谈判的结果。显然苏联是在等待对日作战的政治时机。
本国人民安全的利益要求苏联在一定时候投入战争。东亚和东南亚人民，以及美国和英国都希望苏联尽快对日作战。
1945年2月11日，斯大林、丘吉尔和罗斯福签订秘密协议，谈到德国投降2—3个月以后苏联就将介入远东战事。条件是：（一）外蒙古保持现状。（二）1904年日本背信弃义发动进攻，侵害了俄罗斯的权利，现在恢复这些权利，把萨哈林岛南部以及属于萨哈林岛的所有岛屿都归还给苏联。
1945年7月中旬，杜鲁门（罗斯福已于4月12日逝世）到达波茨坦以后表示，他参加会议的主要目的之一就是争取让苏联对日作战。他在7月15日与斯大林进行会晤时说，美国希望得到苏联的帮助。斯大林表示，苏联准备在8月中旬采取行动，他将信守诺言。
1945年8月6日，美军在广岛扔下第1枚原子弹，日本政府已开始考虑投降的意向。苏军如果再等下去，必将影响它在战胜日本法西斯中的地位。8月9日凌晨，马利诺夫斯基元帅指挥的外贝加尔方面军、苏军元帅梅列茨科夫指挥的刚于8月5日组建的远东第一方面军、苏军大将普尔卡耶夫指挥的也是8月5日才组建的远东第二方面军，以及苏蒙联军，分4路全面攻入中国东北地区的日本关东军集结地。8月15日，日本天皇裕仁广播了投降诏书。18日，关东军总司令下令部队向当地苏军洽降。
8月14日，日本最高军事委员会和日本政府举行了有天皇参加的联席会议，作出投降的决定。但是军事行动还没有停止。8月17日，日本关东军指挥部请求苏联停止军事行动。然而，日本指挥部并没有表示准备放下武器投降。日军只是在个别地区开始投降。因此，苏联最高统帅部命令，只在日本军队放下武器投降的地区停止战斗行动。
8月25日，苏联军队彻底消灭了萨哈林南部地区的敌军。9月1日，苏联军队已经击败了千岛群岛的敌军。在苏联军队近一个月的连续作战中，日军共损失大约70万人，其中83737人被打死，59.4万人被俘。
此时，出现了任命谁为远东盟国最高统帅的问题。8月12日，杜鲁门向斯大林提议任命美国五星上将麦克阿瑟担任这个职务。斯大林表示同意，并任命杰列维扬科中将为苏联驻最高统帅部的代表。8月15日，华盛顿起草了一个草案，对每个盟国的受降地区都作了规定。斯大林基本上没有异议，但也作了一些修改。他认为日本交给苏联军队的地区应包括千岛群岛的所有岛屿，根据雅尔塔决定，这些岛屿应交给苏联，另外把北海道北部交给苏联。8月18日，斯大林收到杜鲁门的回信，信中说，美国政府希望有权在千岛群岛的一个岛屿，最好是中部为陆地飞机和海上飞机建一个航空基地。美国总统在谈到北海道问题时不接受斯大林的建议，坚持认为日本本土所有四个岛屿（北海道、本州、四国、九州）的日本武装力量应向麦克阿瑟将军投降。
美国希望单方面控制日本，事实上也实现了对日本的控制。美国在受降问题上的立场实际上意味着不顾波茨坦起草的宣言的规定拒绝盟国参与在战后对日本进行控制。
斯大林克制住自己的情绪，决断非常理智：他坚决拒绝了美国对千岛群岛的要求，同时禁止苏军在北海道采取早已计划好的行动，以避免无谓地加剧与美国的对立关系。
苏联对日作战对结束第二次世界大战有重大的意义。重创日本关东军使日本人立刻感到大势已去，很快就决定无条件投降。