苏军各个方面军的作战行动都进展顺利。特别是由克拉夫钦科上将指挥的近卫坦克第六集团军在大兴安岭的突击行动收到了奇效，在不到一周时间已前突到东北中部地区，创造了一个奇迹。关东军从此一蹶不振。
8月10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。但长期以日军"王牌"自居的关东军为了维护自己"皇军之花"的脸面，仍然负隅顽抗，不肯投降。可是，这种打肿脸充胖子的姿态并不能重新唤起日本的士气。8月15日，日本天皇裕仁公开宣布投降。但骄横的关东军借口没有收到日军大本营的停战命令，仍然继续抵抗。到17日，除海拉尔、虎头和东宁等少数筑垒地域的残余日军仍在顽抗外，关东军已经完全丧失了抵抗能力。眼看败局已定，关东军最后一任总司令山田乙三大将终于向苏军提出了停战谈判的请求。
8月19日中午，苏军阿尔捷缅科上校率5名军官、6名士兵组成的军使团，在9架歼击机护航下到达长春机场与日军进行谈判。迫于压力，山田乙三向苏军代表交出了象征指挥权的军刀，宣布自己和部属成为苏军俘虏。此次战役中，关东军损失约67.7万人，其中8.3万人被击毙，59.4万人投降，而苏军仅伤亡3.2万人。
