延安总部从通告中得知了苏联对日宣战的消息，于9日发表了《对日寇最后一战》的声明，号召全国抗日力量对拒降的日伪军展开全面反攻，并强调密切配合苏联及其他同盟国作战。
日本再已坚持不下去了，两颗原子弹的威力让政府高层心惊胆战，美国还有多少原子弹无人知晓，大和民族到了生死存亡之际。苏联对日宣战更是打破了日本政府最后的妄想，8月9日日本召开了最高战争指导会议，讨论战与降的问题。军方与外务省意见对立，双方相持不下，直到10日凌晨3时，才以“天皇的决断”，即以不变更天皇统治国家大权为附带条件通过决定接受《波茨坦公告》的决议。8月10日7时，日本外务省将日本接受《波茨坦公告》的照会电报，发给驻瑞士公使加濑和驻瑞典公使冈本，令其转达给中、美、英、苏四国。日本政府开始焦急等待四国对照会的答复。
8月10日晚上，日本投降的消息最早自美国新闻处传出。《中央日报》迅速印出号外：“七点钟左右，日本投降的消息被美国新闻处证实。”广播电台播音员报告：“中国苦战八年，终于赢得胜利，赢得和平。”重庆全城顿时响起锣鼓声、爆竹声、欢呼声。
8月9日苏联集结了?157万?兵力，包括59个师、4个坦克军和40个坦克旅，分三路进攻日本关东军，作战代号8月风暴。外贝加尔方面军65万人从蒙古东部向满洲国西部突进，穿越大兴安岭直插长春、吉林。?第一远东方面军59万人沿中国东北东部边界进攻，目标为牡丹江、哈尔滨。?第二远东方面军?33万人从满洲国北部向南推进，与外贝加尔方面军形成钳形攻势。另有外蒙4个骑兵师、1个装甲旅和重炮团共计2.4万余人负责多伦方向的侧面突击。157万大军铺天盖地的冲入东北，杀向关东军。
关东军此时并未收到投降命令，也未放下武器。关东军司令山田乙三再也顾不上东北挺进军，紧急调动部队应对苏军的进攻。苏军三路进攻西线外贝加尔方面军的进攻比较顺利，东线和北线遭遇到了关东军的顽强抵抗。东线森林茂密、水系纵横，苏军机械化部队难以展开，坦克集群的机动性被严重削弱。日军在重点路线构筑了坚固要塞（如虎头要塞），从8月9日一开始第一远东方面强攻日军边境筑垒地带，苏军需逐个清除永备工事，进展缓慢。北线第二远东方面军兵力较少，黑龙江和乌苏里江对岸就是日军阵地，苏军得先渡江再攻坚。好在苏军渡河时，日军担心苏军的强大火力，放弃了大规模反击登陆场，苏军登陆成功。直至13日苏军推进到孙吴堡垒防线，才遇到了关东军坚决抵抗，苏军进攻遇到阻滞。再加上其后还富锦、法别拉这些要塞修得跟铁桶似的，水泥工事就厚达半米，北线苏军一路进展有限。
西线满洲里、海拉尔方向苏军第36集团军于8月9日零时20分开始强渡额尔古纳河。轰炸机对海拉尔进行空袭，掩护部队主力渡河。苏军乘坐水陆两用汽车迅速突破日军第119师团防线，渡河后分成三路，中路纵队由2个师沿海拉尔方向推进，右翼部队进攻满洲里，左翼部队则向三河、那吉布拉格方向迂回，初步形成战略包围态势。?? 苏军在空军密切协同下对敖包山、北山、东山等阵地发起全线攻击，日军依托永久性工事顽强抵抗，苏军虽击毁大量火力点，但初期进展缓慢；8月12日，右翼部队攻占满洲里后迅速北插，与中路部队完成对海拉尔要塞的合围。8月13日苏军发起总攻，突破了敖包山主峰和河南台等核心阵地，经过反复争夺，最终突破日军防线，日军残部退入地下工事。?海拉尔要塞非常坚固，苏军一时奈何不得，于是分出第2军追击第119师团，其余部队围攻海拉尔要塞。
西线阿尔山方向，日军防守较为薄弱，前线只有4个师团，第107师团驻守阿尔山，第117师团配置在后方洮南，第63师团布置在通辽，第108师团在赤峰，108师团主力还在和热河军区激战。9日苏军第39集团军、近卫第6坦克集团军发起了进攻，日军侦察机侦察到苏军海量的坦克，知到这个方向上关东军完全不关苏军的对手，为避免被围，关东军决定让阿尔山前线部队向东撤退，与师团主力靠拢。苏军第39集团军追上了第107师团，苏军一部越过阿尔山日军阵地，8月11日截断107师团的后路。把其包围在阿尔山防线。苏军为了让日军陷入重围，以近卫第6坦克集团军为先导直接翻越大兴安岭。关东军认为大兴安岭是天然屏障，未设重防，而近卫坦克第6集团军顺利横穿大兴安岭，8月11日如神兵天降般出现在通辽以西发起攻击，驻守通辽的第63师团完全没有料到，收到撤退的命令后，摧毁道路仓惶逃往沈阳，山田乙三以为苏军14日就能冲到长春，12日紧急把关东军司令部转移到了通化。可惜的是近卫坦克第6集团军坦克因为后勤补给困难停了下来。
热河军区一直都在战斗，9日苏联开始进攻后，第108师团停止进攻热河根据地，向赤峰撤退。李振华命令杨国夫第6纵队梁兴初第5纵队跟踪追击，地方部队沿途袭击日军，第108师团狼狈不堪。日军根本无心恋战，急速后撤，10日我军推进到牛家营子一带。李振华派叶道志部直扑凌源，凌源的北面就是叶百寿铁路枢杻，是赤峰通往后方沈阳的关键点，凌源日军向第108师团求援。11日苏军近卫第6坦克集团军又出现在通辽以西，第108师团两条后路都有被截断的危险。
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