就在美国向日本投放原子弹的同时，苏联也根据雅尔塔会议的协定，决定对日宣战。苏联一直密切关注着远东地区的局势，随着德国的战败，苏联得以将战略重心转移到对日作战上。
苏联在远东地区集结了庞大的军事力量，包括超过150万的军队、近1.4万门火炮和迫击炮、5500多辆坦克和自行火炮以及3800多架飞机。这支强大的军事力量犹如一头沉睡的巨兽苏醒过来，对日本关东军构成了巨大的威胁。
1945年8月8日晚，苏联外交人民委员莫洛托夫召见日本驻苏联大使佐藤尚武，向他递交了苏联对日宣战书。苏联宣布自8月9日起，苏联与日本进入战争状态。
8月9日凌晨，苏军兵分三路，越过中苏、中蒙边境，向日本关东军发起了全面进攻。东路军由华西列夫斯基元帅指挥，从滨海地区向牡丹江、吉林方向推进；西路军由马利诺夫斯基元帅率领，穿越蒙古草原，向长春、沈阳方向进攻；北路军由普尔卡耶夫大将指挥，从黑龙江北岸向哈尔滨、齐齐哈尔方向进军。
苏军的进攻如同狂风暴雨般迅猛。在坦克和火炮的掩护下，步兵迅速突破了日军的防线。日军原本以为凭借着在中国东北修筑的坚固防线和大量的兵力部署，可以抵挡苏军的进攻，但他们低估了苏军的实力和决心。
苏军的坦克集群在广阔的平原上纵横驰骋，以排山倒海之势冲向日军工事。日军的防御工事在苏军强大的火力面前显得不堪一击，许多据点被迅速攻克。苏军的空军也发挥了重要作用，他们对日军的军事设施、交通枢纽和补给线进行了猛烈轰炸，有效地削弱了日军的战斗力。
在战斗中，苏军充分发挥了其在机械化作战和大兵团协同作战方面的优势。各兵种之间密切配合，步兵、坦克兵、炮兵和航空兵相互支援，形成了强大的战斗力。日军则由于长期在中国战场的消耗，兵力不足，装备老化，在苏军的强大攻势下节节败退。
日本关东军曾经是日本陆军的精锐部队，但此时已经今非昔比。在中国人民的长期打击下，关东军的实力已经大大削弱。而且，由于日本国内资源匮乏，关东军得不到有效的补充和支援，面对苏军的进攻，显得力不从心。
在苏军的进攻下，日军的防线迅速崩溃。许多日军部队被分割包围，陷入了绝境。一些日军士兵试图顽抗，但在苏军压倒性的优势面前，他们的抵抗显得徒劳无功。苏军的推进速度非常快，短短几天内就深入到了中国东北的腹地。
随着苏军的不断推进，日本在东北的殖民统治摇摇欲坠。伪满洲国的傀儡政权瞬间瓦解，日本苦心经营多年的殖民地化为泡影。日本移民纷纷逃离，陷入了一片混乱之中。
苏联出兵对日作战，不仅给日本关东军以毁灭性的打击，也对日本国内的政治局势产生了巨大的影响。日本政府意识到，他们已经无法同时应对来自美国、中国和苏联的三面压力。苏联的参战让日本彻底失去了最后的希望，加速了日本政府寻求投降的步伐。