根據(jù)1945年2月蘇、美、英三國首腦在雅爾塔會議所達(dá)成的秘密協(xié)定，蘇聯(lián)政府加緊了對日作戰(zhàn)準(zhǔn)備。4月5日，蘇聯(lián)宣布廢止“蘇日中立條約”。27日，蘇聯(lián)最高統(tǒng)帥部將華西列夫斯基調(diào)離白俄羅斯第三方面軍，出任蘇聯(lián)遠(yuǎn)東軍司令，著手制定對日作戰(zhàn)計劃。
華西列夫斯基根據(jù)日本關(guān)東軍的態(tài)勢，確定了自己的進攻方案。其總的意圖是：以三個方面軍從東、西、北三個方向同時進攻，東西對進，以西為主，北面為輔助進攻方向，切斷東北日軍與華北、朝鮮的聯(lián)系，分割圍殲關(guān)東軍主力于中滿地區(qū)。蘇軍統(tǒng)帥部在訓(xùn)令中強調(diào)：“盡速奪取勝利，避免與日軍在滿洲陷入持久作戰(zhàn)。”①
為實行統(tǒng)一的指揮，蘇聯(lián)最高統(tǒng)帥部批準(zhǔn)成立遠(yuǎn)東蘇軍總司令部?？偹玖畈吭O(shè)于伯力，以華西列夫斯基元帥為總司令，希金上將為軍事委員，斯·帕·伊凡諾夫上將為參謀長。戰(zhàn)役部署如下：
后貝加爾方面軍：轄一個坦克集團軍、四個合成集團軍、一個騎兵機械化集群、一個航空兵集團軍和一個防空集團軍，約65萬人。任務(wù)是分割圍殲關(guān)東軍第三方面軍主力于長春、沈陽地區(qū)，切斷關(guān)東軍與華北的聯(lián)系。主突集團從外蒙古的塔木察格布拉克向長春、沈陽方向?qū)嵤┲饕M攻，左翼集團軍向海拉爾、齊齊哈爾方向?qū)嵤┹o助進攻；右翼機械化集群向承德、張家口方向?qū)嵤┹o助進攻。當(dāng)前任務(wù)是越過大興安嶺，前出至索倫、突泉、魯北一線，而后向長春、沈陽進攻。
遠(yuǎn)東第一方面軍：轄四個合成集團軍、一個戰(zhàn)役集群(轄二個師)、一個航空兵集團軍和一個防空集團軍，約五十八萬人。任務(wù)是在太平洋艦隊的配合下，分割圍殲關(guān)東軍第一方面軍于牡丹江、敦化地區(qū)，切斷關(guān)東軍同朝鮮和日本的聯(lián)系，而后向哈爾濱、吉林、長春進攻。主突集團向牡丹江方向?qū)嵤┲饕M攻；左翼集團軍向汪清、延吉方向?qū)嵤┹o助進攻；右翼集團軍向密山方向?qū)嵤┹o助進攻。當(dāng)前任務(wù)是突破日軍邊境筑壘地帶，前出至牡丹江、汪清一線，而后向哈爾濱、吉林進攻。
遠(yuǎn)東第二方面軍：轄三個合成集團軍、一個航空兵集團軍和一個防空集團軍，約三十三萬人。任務(wù)是在黑龍江區(qū)艦隊的協(xié)同下，殲滅日軍第四軍。以主力沿松花江向佳木斯、哈爾濱方向?qū)嵤┲饕粨簦灰粤硪徊糠謩e從右翼向齊齊哈爾實施輔助進攻；從左翼向?qū)毲鍖嵤┹o助進攻。以一個集團軍在太平洋艦隊協(xié)同下，于南庫頁島和千島群島實施登陸作戰(zhàn)。
太平洋艦隊：以潛艇和航空兵在日本海域行動，切斷關(guān)東軍與日本本土駐軍的聯(lián)系；支援地面部隊的瀕海翼側(cè)防御；協(xié)同陸軍在北朝鮮東岸諸港口、南庫頁島和千島群島登陸作戰(zhàn)。
早在1944年9月18日， 日本大本營就給關(guān)東軍總司令部下達(dá)命令：(一)為完成大東亞圣戰(zhàn)之任務(wù)，確保大日本帝國之國防圈，必須破壞敵人之戰(zhàn)斗意志，下半年以后，要摧毀美軍主力進攻，對蘇要極力防止戰(zhàn)爭發(fā)生；(二)關(guān)東軍總司令官負(fù)責(zé)滿洲與關(guān)東洲的防衛(wèi)，同時要支援太平洋戰(zhàn)爭，根據(jù)北方形勢的變化，做必要的對蘇作戰(zhàn)的準(zhǔn)備，要依據(jù)“帝國陸軍對蘇作戰(zhàn)要領(lǐng)”行事；(三)關(guān)東軍總司令官根據(jù)需要，可以指揮朝鮮司令官。
1945年初，大本營重新部署了兵力，將掖河的駐軍遷往間島，東安的第五軍遷往掖河。牡丹江第一方面軍待戰(zhàn)爭一開始，即遷往敦化。設(shè)在奉天(沈陽)的關(guān)東防衛(wèi)軍司令部遷往鄭家屯，并使其具有野戰(zhàn)軍性質(zhì)，變成第四十四軍司令部，目的是為了加強所謂正面防衛(wèi)。齊齊哈爾第三方面軍司令部遷到奉天，負(fù)責(zé)在中南滿地區(qū)作戰(zhàn)。邊境的孫吳第四軍司令部被移往齊齊哈爾原第三方面軍駐地，擔(dān)任北部和西北部的防衛(wèi)。同時還從中國南方將第六十三、一一七、五十九、三十九等四個師團調(diào)來東北。又從中國華中地區(qū)抽出第三十四軍司令部，配備到北朝鮮，加強該地區(qū)的防衛(wèi)。并新編了第三十軍司令部，派往南滿，以適應(yīng)南部防衛(wèi)的需要。進而為解決兵員不足，在中國東北全境以及日本國內(nèi)又做徹底動員，大量征兵，甚至把廟里的和尚拉來受訓(xùn)，連殘廢人也湊上數(shù)。還通過撤銷殘余的國境守備隊，重新動員在鄉(xiāng)軍人等，拼湊組建了八個師團、七個獨立混成旅團和一個獨立坦克旅團，五個炮兵聯(lián)隊，另外還計劃再動員組織一個師團。這樣，截至1945年7月末，關(guān)東軍主要兵力有二十四個師團、九個混成旅團、二個坦克旅團(約有160輛坦克)、一個機動旅團，人數(shù)達(dá)七十五萬人左右。偽滿、偽蒙軍八個師又十二個旅，約二十余萬人。日偽軍總兵力近一百萬人。
然而，此時的關(guān)東軍已非昔日可比，編制、裝備、素質(zhì)和訓(xùn)練都比較差，就連被認(rèn)為資格最老的關(guān)東軍第一○七師團，也不過是1944年5月才成立的。所以，大本營陸軍部的評價是，當(dāng)時關(guān)東軍的戰(zhàn)斗力僅及精銳師的三分之一，雖號稱二十四個師團，但“實際上只抵八個半師團，已變成用竹槍武裝的 ‘紙老虎’部隊了”。
大本營于1945年5月30日發(fā)布命令讓關(guān)東軍全面進入戰(zhàn)備狀態(tài)，并發(fā)出《滿鮮方面對蘇作戰(zhàn)計劃要領(lǐng)》,要求關(guān)東軍要確保京圖線以南，連京線以東的重要地區(qū)，以期進行持久戰(zhàn)，有利于大東亞戰(zhàn)爭的完成。
7月5日，日本大本營確定關(guān)東軍的對蘇作戰(zhàn)方針是：“利用滿洲廣闊地域粉碎敵之進攻；不得已時，也要扼守長春一大連線以東、長春一圖們線以南要地，堅持長期作戰(zhàn)，以利于進行大東亞戰(zhàn)爭。指導(dǎo)要點：1.盡量利用北朝鮮東部山地、牡丹江流域兩側(cè)山地、大小興安嶺和四平—齊齊哈爾線外沿地區(qū)的地形和工事，力爭粉碎敵人；為阻滯敵人進攻，預(yù)期以一部兵力玉碎。2.爾后，利用滿洲廣闊地域和地形，阻敵進攻，以期持久，同時廣泛開始游擊戰(zhàn)。3.關(guān)東軍主力適時集中在大長線以東、長圖線以南山地，誘殲進攻之?dāng)?；不得已時，也要扼守通化、臨江周圍要地，以圖長期堅持?！雹?br>日本大本營雖已做對蘇作戰(zhàn)準(zhǔn)備，但對日蘇戰(zhàn)爭爆發(fā)的時間，卻做了較遲的判斷。他們認(rèn)為，蘇軍對日戰(zhàn)爭的部署可于8月末大體就緒。從軍事上看，初秋時節(jié)發(fā)動對日戰(zhàn)爭的可能性最大。
8月8日17時，蘇聯(lián)外交人民委員莫洛托夫召見日本駐蘇大使佐藤尚武，交給他一份蘇聯(lián)對日宣戰(zhàn)書，宣布參加波茨坦公告，并當(dāng)面宣布，蘇聯(lián)從8月9日起同日本處于戰(zhàn)爭狀態(tài)。③
與此同時，蘇聯(lián)駐東京大使馬立克也將蘇聯(lián)政府這一宣言通知了日本政府。
8月8日夜，蘇軍三個方面軍、太平洋艦隊和黑龍江區(qū)艦隊的部隊占領(lǐng)進攻出發(fā)地域(陣位)。9日零時，各先遣支隊越過國境。拂曉，主力先后發(fā)起進攻，航空兵分兩批襲擊哈爾濱、長春、吉林和沈陽，太平洋艦隊在日本海積極行動。
蘇軍開戰(zhàn)的消息， 日本關(guān)東軍司令部不是事先從軍部情報課獲得的，而是事后從“滿洲通訊社”的無線電訊中知道的。拂曉三時，總司令部發(fā)布命令：一、東正面蘇軍業(yè)已開始進攻。二、各方面軍、各軍及關(guān)東軍直轄部隊，對各入侵之?dāng)硠?wù)必盡速排除，準(zhǔn)備全面開戰(zhàn)。
然而，關(guān)東軍對蘇軍的進攻，究竟是真正意義上的正式進攻，還是局部的或一時的進攻，并不能十分肯定。因此，還不能下達(dá)按作戰(zhàn)計劃發(fā)動全面作戰(zhàn)的命令。
直到早晨六點，根據(jù)綜合來自各方面的報告，判明蘇軍全面進攻已經(jīng)開始，而且得知蘇聯(lián)方面已經(jīng)宣戰(zhàn)，關(guān)東軍才下達(dá)了全面作戰(zhàn)的命令：“各方面軍及各軍要根據(jù)關(guān)東軍作戰(zhàn)計劃粉碎各入侵之?dāng)场?。在下達(dá)全面開戰(zhàn)命令的同時，廢棄了“滿蘇國境警備綱要”,放開了手腳。另外，施行了“戰(zhàn)時防衛(wèi)規(guī)定”和“滿洲國防衛(wèi)法”,從而進入了日“滿”一體的戰(zhàn)爭態(tài)勢。
8月10日晨，關(guān)東軍命令：一、自十日六時起，第十七方面軍(朝鮮軍)隸屬于關(guān)東軍統(tǒng)轄。二、根據(jù)“關(guān)東軍對蘇作戰(zhàn)計劃”,關(guān)東軍主作戰(zhàn)為對蘇作戰(zhàn)，以此為基準(zhǔn)實施全面作戰(zhàn)。三、各方面軍及軍要以該作戰(zhàn)計劃為基準(zhǔn)實行作戰(zhàn)。通化第一二五師團自現(xiàn)在起歸司令部直轄。四、第二航空軍繼續(xù)執(zhí)行前任務(wù)。五、第十七方面軍(朝鮮軍),在防備美軍進攻的同時，要對蘇進行嚴(yán)密警戒，在其進攻時相機予以粉碎。
然而，一向被視為“帝國驕傲”的關(guān)東軍，在蘇聯(lián)紅軍的強大攻勢下卻成了“凄慘的稻草人兵團”,像雪崩似的潰退下來。致使紅軍長驅(qū)直入：在西線，后貝加爾方面軍各先遣支隊利用夜暗，同時在所有方向越過國境。4時30分，方面軍主力開始進攻，基本未遇日軍抵抗。坦克第六集團軍在相隔七十多公里的兩個方向上成兩路以疏開隊形快速前進，戰(zhàn)役第一天前進一百五十公里。10日下午，又前進一百多公里。坦克第五軍當(dāng)夜登上大興安嶺，占領(lǐng)了臺日黑達(dá)壩。8月12日，坦克集團軍全部越過大興安嶺，其先遣支隊已于11日占魯北，12日占突泉。左翼第三十六集團軍于11日攻克滿洲里筑壘地域，坦克部隊在海拉爾筑壘地域，遭日軍頑抗，主力實施迂回。右翼騎兵機械化集群分兩路開進，一路14日攻占多倫，另一路15日占領(lǐng)張北。
在東線，遠(yuǎn)東第一方面先遣支隊于9日1時偷渡烏蘇里江，襲擊日軍邊境筑壘地域。8時半，主力發(fā)起進攻，左翼第二十五集團軍和右翼第三十五集團軍分別遭到日軍東寧、虎頭筑壘地域的頑抗，主力被迫迂回，留一部兵力繼續(xù)攻擊。第五集團軍以先遣支隊消滅日軍火力點后，主力迅速前進，于戰(zhàn)役第二天攻占綏芬河，14日攻入牡丹江市區(qū)，與第一集團軍協(xié)同，同日軍展開巷戰(zhàn)，并以主要力量從牡丹江市南面迂回，直插吉林。
在北線，遠(yuǎn)東第二方面軍于9日1時發(fā)起進攻，獨立第五軍強渡烏蘇里江，14日占寶清。第十五集團軍在黑龍江區(qū)艦隊的協(xié)同下，強渡黑龍江，于14日經(jīng)激戰(zhàn)攻占富錦筑壘地域，打通了去佳木斯的道路。第二集團軍先擔(dān)任黑龍江北岸海蘭泡沿線的防御，11日轉(zhuǎn)入進攻，于14日包圍了孫吳和愛輝筑壘地域。
面對蘇軍的全面進攻和關(guān)東軍的全線潰敗， 日本大本營也是驚慌失措。8月9日大本營曾命令：一、蘇聯(lián)已對日宣戰(zhàn)，從九日零時以來，“滿”蘇國境方面隨處都開始了戰(zhàn)斗行動，其規(guī)模尚未擴大。二、大本營將利用國境方面所有的兵力粉碎敵之進攻，同時將盡速準(zhǔn)備發(fā)動全面對蘇作戰(zhàn)。三、第十七方面軍(朝鮮軍)并入關(guān)東軍戰(zhàn)斗序列。隸屬轉(zhuǎn)移時間為8月10日。四、關(guān)東軍總司令部，當(dāng)前要以國境方面現(xiàn)存之兵力粉碎敵人進攻，同時盡速準(zhǔn)備發(fā)動全面對蘇作戰(zhàn)。為了上述作戰(zhàn)，應(yīng)以下列大綱為行動準(zhǔn)則：關(guān)東軍作戰(zhàn)要把主作戰(zhàn)指向?qū)μK作戰(zhàn)，以保衛(wèi)“皇土”朝鮮。其間，在朝鮮南部應(yīng)以最小限度的兵力防備美軍來攻……。10日，大本營再次命令關(guān)東軍：一、大本營企圖在勝利完成對美作戰(zhàn)的主作戰(zhàn)的同時，開始對蘇全面作戰(zhàn)，擊潰蘇軍，以粉碎蘇聯(lián)的狂妄企圖，維護國體，保衛(wèi)皇土。二、關(guān)東軍司令官要把主作戰(zhàn)指向?qū)μK作戰(zhàn)，隨處擊潰來犯之?dāng)?，保衛(wèi)朝鮮。然而，蘇軍的強大攻勢很快就打破了日本企圖對蘇全面作戰(zhàn)和反擊的計劃。日本大本營又不得不改變戰(zhàn)略，變原來的所謂滿洲作戰(zhàn)為朝鮮保衛(wèi)作戰(zhàn)。大本營在同一天，又下了一道命令，命令說：“根據(jù)帝國全面戰(zhàn)況，以朝鮮為最后一線，必須絕對予以保衛(wèi)。以滿洲全土為前進陣地，在萬不得已的情況下，可以放棄?！雹苓@表明日本大本營已放棄了原定的《滿鮮方面對蘇作戰(zhàn)計劃要領(lǐng)》。
蘇軍繼續(xù)進攻。后貝加爾方面軍于16、17日相繼攻占扎蘭屯、洮南、通遼、赤峰、張北等地。由于道路泥濘，坦克集團軍只能沿鐵路路基運動，每晝夜前進速度平均40至50公里，主力在先遣支隊后面跟進，沒有進行戰(zhàn)斗。部分兵力繼續(xù)圍攻海拉爾筑壘地域。
遠(yuǎn)東第一方面軍的第一和第五集團軍于17日攻占牡丹江市，俘日軍四萬余人。當(dāng)日，方面軍右翼第三十五集團軍進占勃利，左翼第二十五集團軍進占圖們，并向北朝鮮推進。部分兵力仍在虎頭和東寧筑壘地域同日守軍進行激烈爭奪戰(zhàn)。
遠(yuǎn)東第二方面軍的第十五集團軍于17日攻占佳木斯后，沿松花江追擊退卻之?dāng)?。第二集團軍在航空兵和炮兵支援下，對孫吳筑壘地域展開猛烈攻擊。
8月17日，關(guān)東軍總司令山田乙三發(fā)出同遠(yuǎn)東蘇軍司令部開始談判的請求。晚17時，蘇軍接到關(guān)東軍總司令的無線電報，說他已命令日軍立即停止軍事行動。蘇軍代表指出：只有當(dāng)日軍開始投降就俘時，蘇軍的軍事行動才能停止。8月18日3時20分，山田通過電臺答復(fù)蘇軍，準(zhǔn)備履行一切投降條件。這樣，日軍在全線許多地區(qū)開始投降就俘。與此同時，蘇軍最高統(tǒng)帥部也發(fā)布命令：“在日軍放下武器投降的地段上，停止戰(zhàn)斗行動?！辫b于各兵團離戰(zhàn)役目標(biāo)尚遠(yuǎn)，華西列夫斯基要求關(guān)東軍從8月20日12時起停止一切作戰(zhàn)行動，并于18日命令各方面軍派出快速支隊，迅速進占重要城市和交通樞紐。從18日起，蘇軍以臨時編組的小分隊，先后向東北的中部、南部推進。在地面部隊迅速向前推進的同時，還向哈爾濱、長春、沈陽、大連、旅順、吉林以及朝鮮北緯38度以北的四個城市空投空降兵，接受日軍投降，控制機場和市區(qū)重要目標(biāo)。8月20日，蘇軍占領(lǐng)沈陽、長春和哈爾濱等地。23日，占領(lǐng)遼陽、旅順。24日，占領(lǐng)大連。
9月3日，華西列夫斯基元帥飛抵長春，接受山田等關(guān)東軍將領(lǐng)的投降。9月5日，關(guān)東軍總司令部解除武裝。6日，山田等全部被押解至哈巴羅夫斯克(伯力)。
伴隨關(guān)東軍的滅亡，偽滿洲國皇帝及其爪牙們也不得不宣布“退位”,成為蘇聯(lián)紅軍的俘虜，被押解去哈巴羅夫斯克。
蘇聯(lián)紅軍對日作戰(zhàn)，歷時十天，殲滅關(guān)東軍、偽滿軍和偽蒙軍的全部。日軍損失官兵約70萬人，其中8.3萬人被擊斃，60.9萬人被俘。蘇軍傷亡3.2萬余人。