独立第四军位于齐齐哈尔，又称北满方面军，司令官为植村中将。辖3个步兵师团、4个独立步兵旅团，10万多人。兵力配置在哈尔滨、齐齐哈尔、黑河、满洲里、海拉尔和瑷珲（现已改写为爱辉），其职责是担负东北北部和西部的防务。独立第四军受关东军司令部直接指挥，并得到关东军第二航空兵的协同作战。
关东军把对苏作战的第一、第二阶段战场放在中国东北，集中了90多万人的兵力。将第三阶段的作战放在北朝鲜，第十七方面军位于汉城，下辖第八军，共4个师团。
第三十四军位于北朝鲜的咸兴，负责朝鲜北部的防务。另有第五方面军，辖3个师团、1个独立旅团和1个独立步兵团，布置在千岛群岛和库页岛。此外，在张家口、绥远还有4至6个步兵师团的兵力可以配合关东军作战。
在武器数量和配置上，关东军远远比不上苏联红军。由于“本土决战”需要，关东军的大批武器被运走。到苏联红军发动进攻时，关东军可使用的坦克只有160辆、飞机155架。
同苏联红军相比，关东军的武器在质量方面也处于明显的劣势。关东军的坦克都是一些中型和轻型坦克，重量只有15吨左右，装配47毫米炮一门，甲板厚度为20至50毫米。
苏军的坦克多半是重型坦克，T34型坦克重量达32吨，是关东军的一倍多。装配85毫米炮一门，装甲厚度为35至70毫米。KB型坦克重达46吨，装配85毫米炮一门，装甲厚度为70至105毫米。NC2型坦克更厉害，装配了122毫米的重炮。
对于苏军的坦克，关东军真是可望而不可及。在这样的情况下，等待关东军的将是一种什么样的命运呢？
“进攻！”苏联梅列茨科夫元帅毫不含糊地命令道。
8月9日0时10分，没有信号弹，也没有炮火掩护，别洛鲍罗多夫指挥红旗第一集团军6个师，冒着瓢泼大雨，分7支纵队，前面由坦克开道，沿着兴凯湖，在近80公里宽的密山筑垒地段上，向西和西北两个方向运动。顷刻间，千军万马一下子涌进了莽莽的原始大森林。
同一时间，苏军第五集团军12个步兵师，分成5条突击地带，顶着瓢泼大雨，在65公里宽地域上越过边界线。
第五集团军是远东第一方面军最强的一支部队，作为方面军左翼进攻主力，越过边界以后，向绥芬河方向快速推进。在第五集团军的正面是日军第五军，为阻止苏军的进攻，日军已经组织了几次反击。
第五集团军有3500门火炮和迫击炮，口径都在70毫米以上，还有400多门喀秋莎火箭炮，720辆坦克。大炮数量占整个方面军大炮总数的将近一半。
凌晨4时，位于东部边陲的绥芬河，天亮得特别早。夜间炮火漫布的硝烟，到凌晨还没有完全散去。
集团军司令员克雷洛夫将军正在掩体里观察日军的筑垒地域，集团军进攻受阻，是因为敌人的火力太猛。这些筑垒就像一颗颗钉子一样牢牢地钉在集团军前进的道路上，要想打开通道，必须实施强大的炮火，猛烈轰击筑垒地域。
“开始吧，”克雷洛夫对炮兵司令员格拉西莫夫中将说：“现在就看你们的了。”
“等着瞧吧，德国人早已领教过我们的厉害，现在也该让日本人尝一尝。”格拉西莫夫显得很自豪。
顷刻间，3500门大炮一起怒吼，一发发炮弹曳着长长的火光，向日军筑垒地域飞去。炮弹在日军工事中爆炸，掀起一股股浓烟，日军的筑垒地域笼罩着一片火海。
一阵炮击之后，筑垒地域的日军大炮开始拼命还击。
几分钟后，苏军400多架轰炸机飞临筑垒上空，对准日军工事就一阵猛烈轰炸。第一轮轰炸后，又接着进行第二轮轰炸。苏军先后出动1600多架次飞机，对日军筑垒地域实施了4轮地毯式轰炸。
日军筑垒地域，堆积了十多米厚的土层，被苏军的大炮和飞机投下的炸弹削去了好几米。炮击还没有完全停下来，步兵开始出击了。
次日上午，第五集团军终于攻占了日军大型道路枢纽和强大筑垒要地——绥芬河。
8月9日凌晨，在中蒙边境。苏联和蒙古军队分三路出击：一路向南直扑海拉尔；一路从外蒙古向东进攻索伦；另一路是骑兵部队，通过戈壁后向南进攻。
9日清晨4时30分，后贝加尔方面军和蒙古人民革命军的60多万大军，越过中蒙边境。达尼洛夫将军指挥第十七集团军从尤哥孜尔庙向赤峰突击，攻打关东军第四十四军左翼。柳德尼科夫将军指挥第三十九集团军从塔木察格布拉克突击关东军第三十军和第四军左翼，卢钦斯基将军指挥第三十六集团军从达乌里亚经海拉尔直奔齐齐哈尔，突击关东军第四军的中心地域。
苏军在后贝加尔地区集中了2400多辆坦克。让坦克穿越沙漠和大兴安岭，可以达到出奇制胜的效果。
克拉夫钦柯将军指挥的近卫坦克第六集团军担任主攻任务。这是一支功勋卓著的部队，卫国战争期间曾参加过多次重大战役。
这天凌晨，一支内蒙古伪军骑兵正在沙漠上悠闲自在地巡逻。突然，他们被眼前的情景惊呆了。远处，一股巨大的风暴正向他们席卷而来。伪军骑兵起初以为是沙尘暴，可越看越觉得不对劲。风暴渐渐变大，沙尘飞扬。原来这是一支庞大的坦克部队，正由西向东奔来。伪军骑兵一看大势不好，转身就往回跑。他们哪是苏军坦克部队的对手，除大部分被消灭外，只有少数人逃走了。
紧接着，普利耶夫将军指挥的苏蒙骑兵机械化集群开始从北部戈壁向多伦方向突击。这支骑兵机械化部队由苏军1个坦克旅、1个机械化旅、1个摩托化旅、1个骑兵师、1个近卫火箭炮团、1个防坦克旅和1个工兵营组成，还有乔巴山元帅指挥的蒙古人民军6个骑兵师、1个航空兵师、1个装甲旅、1个坦克团和1个炮兵团组成。他们的正面是日军两个步兵师团、两个步兵旅团和伪满蒙军队10个师的兵力。
苏蒙骑兵越过滚滚的沙漠，穿过坎坷不平的盐碱沼泽，然后奔驰在一望无垠的蒙古大草原上。当天，苏蒙骑兵在消灭了日伪国境守备队后，向多伦方向推进了55公里。先头部队挺进到那仁宝力格，消灭了蒙古德王的骑兵部队和那里的日军步兵。
8月10日，苏蒙骑兵到达宝尔陶苏木以北20公里处。随后，又穿越了一段沙漠地带，于8月11日抵达大兴安岭西麓。
苏蒙骑兵机械化部队在越过300多公里的沙漠后，直逼内蒙古商业重镇和军事要塞——多伦。作为军事重地，多伦扼守大兴安岭通往热河与黄河的要道。8月12日，苏蒙骑兵经过激战，夺取了多伦。
近卫坦克第六集团军作为攻击的第1梯队，在宽15至20多公里的沙漠上越过边界后，开足马力，快速向前推进。他们的任务是直指关东军第三方面军司令部所在地——沈阳，并攻击日军第四十四军的右翼。在近卫坦克集团军的后面，是苏军第五十三集团军。
8月10日清晨，苏军红旗第一集团军所属第七十五坦克旅和第二六七坦克旅已经推进到石头河左岸。
8月13日晚，近卫坦克第六集团军向前推进了180公里，前锋直指长春西部重镇——洮南。
8月14日，苏军第二十六军的前锋已逼近牡丹江市。
经苏军一周的打击，日本防守东部边境的第一方面军损失惨重，第五军被苏军分割包围，其密山集团已被消灭。东部的筑垒地域也被苏军突破，牡丹江市完全暴露在苏军面前。
苏联红军向侵占我国东北的日军发起进攻
8月16日下午，在牡丹江日军第五军司令部里，清水上将呆呆地盯着地图。几年来，他苦心经营的防御工事一夜之间几乎全部被苏军突破了，在牡丹江抵抗苏军的计划已成泡影。
关东军第一方面军司令部设在牡丹江。司令部里，一片狼藉。一群宪兵忙着将大大小小的箱子抬到卡车上，几个日军正在焚烧文件、密电，风一吹，满地都是烟灰。
苏军第二十二师从北面突入牡丹江市区。同时，第三○○师也攻占了牡丹江市东部地区。至下午5时，苏军东西两岸部队在市区会师。
晚上22时，别洛鲍罗多夫兴奋地向远东第一方面军司令员麦列茨科夫元帅报告：“牡丹江市已经被我们占领。”
至此，红旗第一集团军胜利地打开了通往哈尔滨的道路。
苏联红军越过边境后，一路所向披靡。面对苏军锐利的“向心攻击”，号称“皇军之花”的日本关东军，顷刻间变成了“凄惨稻草人”。
8月11日，悬挂在关东军司令部大门上的菊花纹章忽然不见了。这天清晨，长春至通化的铁路上，火车往返的频率比往日快了好几倍。苏军越过边界的同时，出动飞机轰炸了新京（长春）。关东军司令部放在新京（长春）看来已经不安全了，于是，山田乙三决定将司令部搬到通化，准备到了那里再同苏军较量。
关东军在撤退时，还忘不了带上臭名昭著的七三一部队，生怕落在苏军手里。接到撤退命令后，七三一部队炸毁了所有营房，残忍地毒死了还活着的囚徒。这些囚徒，多半是被俘的八路军和在诺门坎被俘的苏联红军。在爆炸动物实验大楼时，那些携带疫菌的老鼠窜得到处都是，后来造成了关东地区鼠疫大流行。七三一部队干完这些丧尽天良的坏事后，从哈尔滨撤到朝鲜。日本战败后，堂堂的关东军司令及其下属均成了阶下囚，而血债累累的七三一部队却在石井四郎率领下从朝鲜平安地回到日本。原来石井四郎将细菌试验资料交给了美国人，以此换得了免于追究战犯责任的处分。
此外，关东军司令部还带走了伪满中央银行里的5亿货币，甚至掠去了4吨鸦片，就连大量白金、钻石也洗劫一空。在狼藉不堪的关东军司令部里，陆相阿南惟几于头一天发给关东军的“决战训示”被扔在了地上。
8月14日上午，关东军司令部还在研究日后的作战方针，午后就从“满洲国”通讯社得知，战争似乎要结束了。下午4时，通化关东军司令部接到留守在新京（长春）的第二课原野博起参谋的电话，说东京有重大事情相告，总司令官必须返回新京。于是，山田乙三和秦彦三郎急急忙忙地从通化赶往新京。到新京后，又接到大本营的电报：“明天15日正午，将有重要广播，请收听。”
重要广播究竟指什么，关东军一帮人并不清楚，在忐忑不安中度过了一夜。8月15日中午12时，房间里的收音机打开了，关东军司令部全体官兵们肃立聆听了天皇的玉音广播。也许是太宁静的缘故，以至于眼泪落到地板上都能听得见“啪啪”的响声。下午2时，副参谋长兼第一课课长松村知胜少将奉命前往东京，去探个究竟。夜里9时，松村从东京打来电话，说大本营到现在还没有发出正式停战令。
不过，当天下午，大本营已经给关东军发出了“大陆命”第1381号，要关东军“停止积极进攻行动”。据此，关东军命令空军的飞机不要再起飞，但没有向地面部队发出停止抵抗的命令。
日本既已公布投降诏书，但莫斯科仍然命令它的部队不要停止战斗。斯大林接通了华西列夫斯基的电话，两人商量后，决定继续作战。8月16日，苏军总参谋部在《真理报》上发表如下声明：
1日本天皇8月14日关于日本投降的公告只是关于无条件投降的一般性宣言。对武装部队还未发出停止战斗行动的命令，日军武装部队依然继续抵抗。因此，日本武装部队还没有真正投降。
2只有当日本天皇命令自己武装部队停止战斗行动并放下武器，而且这一命令确实付诸实行时，日本武装部队才算投降。
3有鉴于此，苏联远东武装力量将继续同日本作战。
事到如今，莫斯科倒真的担心起日本投降了。因为苏军进入东北不过一周时间，奉天（沈阳）、新京（长春）、哈尔滨这些大城市还没有拿到手。此时，蒋介石又在请求华盛顿将其军队运往东北，这就不可避免地加重了斯大林对美国插手东北事务的担忧。莫斯科自然清楚，停战时的位置就是战后谈判的有力砝码。从战后远东的国际地位考虑，斯大林要想夺回沙皇在东北失去的利益，苏军就必须赶在美军进入东北之前占领各要地。
8月16日，苏军第三十五集团军逼近佳木斯至图们江铁路，截断了关东军独立第四军同牡丹江集团的联系。红旗第一集团军也于当天攻克牡丹江，歼灭关东军4万多人。
8月17日清晨，关东军停止抵抗的广播传到苏军驻地。下午，促使战争的结束，日本天皇向海陆军人发布了敕语：
“朕往日（1941年12月）对美英宣战，历三年又八月。其间，朕亲爱之陆海军人挺身效命，奋勇战斗于瘴疠不毛之原野，炎热狂涛之海洋，朕深嘉之。
现新有苏联参战，自内外各种形势观之，几乎战争之继续徒增祸害，终使帝国有丧失存在的基础之虞。虽然帝国陆海军之斗志尚为壮烈，然为保持维护我国光荣之国体，朕现欲与美英苏及重庆媾和。对毙命于锋镝、死于疫疠之众多忠勇将士，衷心哀悼，同时深信汝等军人之诚忠遗烈为万古国民之精粹。
汝等军人，克体朕意，坚持巩固团结，严明出处进止，以期克服千辛万苦，忍所难忍，而遗国家以永远之基础。”
随即，皇族们被派往各地劝说军人投降。当天，竹田宫亲王奉命赶到东北传达圣旨，敦促关东军向苏军投降。
下午5时，苏联远东军司令部华西列夫斯基元帅接到关东军司令山田乙三大将的电报，称关东军“奉天皇之命停止军事行动”，向苏军交出武器。
晚上7时，日军飞机在苏联远东第一方面军驻地投下两个信筒，内有关东军第一方面军司令部有关停战的请求。
当时，日军地面部队并没有放下武器，这些官兵们长期受武士道精神的熏陶，拒绝当俘虏。
为此，华西列夫斯基命令远东第一方面军司令梅列茨科夫，立即派人赶往牡丹江，通知关东军司令部的代表：“只有当日军开始缴械投降时，苏军的军事行动才会停止。”
此后，战斗仍没有停止下来。苏军红旗第一集团军恢复了进攻，部队沿中东铁路向西推进，占领了海林镇。
8月18日下午，关东军司令部终于向所属各部下达了投降命令，并通知了苏联远东军司令部。旋即，华西列夫斯基指示各方面军“立即占领长春、奉天、吉林和哈尔滨这几个城市”。为了达到这一目标，“必须派出专门编组的装备精良的快速支队。”
8月18日以后，关东军有组织地大规模抵抗已经结束。苏军空降部队开始在奉天（沈阳）、新京（长春）、哈尔滨、吉林等中心城市降落，赶在美军之前强占这些地区。在空降兵之后赶到的则是由坦克部队、机械化步兵、自行火炮部队组成的支队。
就在这天，红旗第一集团军的先头部队抵达横道河子。在那里，他们得到通知：关东军投降了。关东军司令部下达的投降命令还算及时，否则，在苏军强大攻势面前，不知日军还要葬送多少性命。