1945年8月8日，在納粹德國戰敗投降三個月後，蘇聯根據盟國義務對日宣戰。自1941年4月以來，蘇聯與日本之間一直保持著脆弱的中立關係。中國對日本侵略者的抵抗牽制住了日本兵力，即使是在德國入侵導致蘇聯停止對中國的大規模軍事援助之後。這成為蘇聯在偉大衛國戰爭（1941-1945年）關鍵時期避免兩線作戰的重要因素之一。
然而當時，日本入侵的威脅始終存在。儘管簽訂了條約，日本仍制定了對蘇作戰計劃。“關東軍特別大演習”本應在德國閃電戰結束後立即展開。日本計劃在一個半月內擊敗遠東蘇軍，並佔領俄羅斯至西伯利亞和烏拉爾地區。因此，在歐洲戰場作戰的整個期間，蘇聯不得不在遠東地區也部署龐大軍團，坦克數量甚至超過莫斯科保衛戰期間作戰部隊擁有的坦克量，兵力則達百萬之多。然而，僅此還不足以發動進攻。
1945年，蘇聯迅速從全國抽調裝備、燃料、糧食，以及數十萬在歐洲戰場參與擊敗納粹德國及其盟友的久經沙場的戰士。首批列車於5月沿西伯利亞大鐵路奔赴外貝加爾和遠東地區。兩個月內，近15萬節滿載士兵和物資的車廂運抵兩地。而部隊還不得不進行遠距離徒步行軍，且條件及其艱苦，要穿越草原和沙漠，忍受酷熱和塵土，又嚴重缺水。為給部隊供應食物和燃料，工程兵修建了近1500公里的道路，並挖了數百口水井。
8月初，蘇軍組建了三個方面軍：外貝加爾方面軍以及遠東第1方面軍和第2方面軍。部隊多由曾在歐洲作戰的經驗豐富的軍官指揮。他們取代了遠東地區部分指揮官，這些指揮官中許多人在整個戰爭期間都未能如願調往與德國作戰的部隊——這對他們來說是真正的悲劇。
8月初，即將開展軍事行動的地區已集結約170萬紅軍官兵、3萬門火炮和迫擊炮、5000多輛坦克以及數量相當的飛機。在海上，近百艘戰艦為陸軍部隊提供支援。與之對抗的是日本關東軍及其附庸偽滿和偽蒙軍隊。日軍擁有30多個步兵師、10個步兵旅（包括一個經過特別訓練的敢死旅）、兩個坦克旅、兩支空軍部隊以及松花江艦隊。日本侵略軍兵力共計100多萬、坦克1200輛、火炮6500門、飛機2000架、艦船數十艘。
8月9日，蘇軍對集結在中國東北地區的日本關東軍發起軍事行動。蘇軍及其盟軍外蒙古軍隊奉命包圍、分割並徹底擊潰關東軍。在蘇聯和外蒙古邊境，日軍構築了大約20個寬達100公里、深達50公里的築壘地域，共計4500座防禦工事。地堡和碉堡以及天然屏障用於阻止進攻，防線一旦被突破，關東軍將不得不撤往朝鮮。
8月9日凌晨，蘇軍從多個方向同時進攻日軍陣地。首先，蘇軍飛機轟炸了位於哈爾濱、長春和吉林的敵軍部署地和通訊樞紐。太平洋艦隊襲擊了日本位於朝鮮的海軍基地。拂曉時分，三個方面軍的先頭部隊分別從外蒙古、外貝加爾、阿穆爾州和濱海邊疆區轉入進攻。在數百公里的閃電突擊和空降部隊深入敵後之後，日軍防禦被突破。蘇軍的快速推進還得益於解放區民眾的支持。8月16日，關東軍總司令山田乙三就下令其部隊投降。
日本關東軍第3方面軍在汪清縣簽署投降書，二戰結束
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此時，蘇聯第25集團軍與太平洋艦隊登陸兵協同，攻下朝鮮港口——雄基、羅津、清津和元山，解放了朝鮮北部領土。日軍撤往本土路線被切斷。隨後幾天里，日軍開始大規模投降，但零星的抵抗一直持續到9月初。
在“滿洲戰役”中，日軍8.2萬名官兵喪生，超65萬人被俘。蘇軍陣亡1.2萬人，2.4萬人受傷。