为了尽快控制协议区，苏联人几乎都想驾着筋斗云飞了。苏联远东军总司令华西列夫斯基对三大方面军下达命令，要求在道路不通的情况下，必须专门编组和派出快速支队，用快速支队来占领长春、沈阳、哈尔滨等重要城市，而不要怕快速支队“离自己的主力太远”。
就算是主要由坦克兵、汽车兵组成的快速支队，也还是嫌慢。于是又组建了若干个空降群，这些空降群由坦克集团军所属的摩托化步兵部队和分队人员组成，每个空降群五十至五百人，负责在日军驻防的重要城市实施空降。
远东第一方面军副参谋长谢拉霍夫少将被任命为方面军特命全权代表，同空降兵第一梯队一起出发，任务是向关东军提出投降条件，同时占领哈尔滨地面重要目标。
巨炮
8月18日，谢拉霍夫所乘坐的运输机在哈尔滨机场上空转了个弯便开始着陆。当飞机低空降落时，可以清楚地看到矮个子的日本兵在朝机场跑来。
随机的空降兵第一梯队共有约一百二十名空降兵。在飞机着陆后，其中的自动枪手立即肃清了飞机场上的日本兵，飞机库、修理厂和靠近机场的砖石建筑物也很快被予以占领。
下午5点03分，谢拉霍夫向方面军司令员梅列茨科夫发出了第一份无线电报：“空降兵在哈尔滨机场着陆，并开始执行任务。”半小时后，谢拉霍夫在机场办公室会见了日本关东军参谋长秦彦三郎。在会面时，他建议秦彦三郎乘坐苏军飞机前往远东第一方面军的战斗司令部，以便商谈关东军投降事宜。秦彦三郎接受了这一建议。
8月19日上午，外贝加尔方面军的军使乘飞机到达长春机场。空降群立即占领了关东军总司令部，同时下令解除长春驻军的武装。
下午，外贝加尔方面军所属的第六坦克军约二百五十名官兵空降于沈阳机场。“满洲国皇帝”溥仪及其日本顾问正准备飞往日本，但还没来得及飞走就当了苏军的俘虏。
溥仪（右）和一名苏军军官。准备出逃前夕，溥仪（右）已宣读“满洲国”皇帝退位诏书，宣告满洲国正式解体。
这天，秦彦三郎被苏军飞机从哈尔滨送到了谈判地点。苏军参加谈判的将帅主要有远东军总司令华西列夫斯基、远东第一方面军司令员梅列茨科夫、远东空军总司令诺维科夫。梅列茨科夫注意到，秦彦三郎剃着光头、目光阴郁，而且衬衣领口一直敞开着，就好像喘不过气来的样子。谈判过程中，这位旧日的对手总是不由自主地紧锁着双眉，皮肤松弛的脸上显露出疲倦的神情。
在谈判中，华西列夫斯基提出了投降程序的要求，并指定了受降的集合点、行动路线和时间。对这些条件，秦彦三郎都全部予以接受，甚至于苏方代表每说一句话，他和其他日方人员都连连点头，显见得心理上相当消极沮丧。
谈判结束，秦彦三郎等人即乘坐苏军飞机返回长春。
在8月20日12点以后，除通信联络中断的部队外，关东军已全部解除武装。当天，苏军三大方面军的快速支队陆续进入长春、沈阳、哈尔滨、齐齐哈尔、旅顺、大连以及北朝鲜的平壤。
刚刚进驻长春的许多苏军官兵脸上都有被牛虻刺伤的痕迹，看得出路上吃了很多苦头，但是这些官兵毫不介意，其顽强的表现和冲破自然障碍的能力，令一些日军军官都为之赞叹。
8月21日，防守占守岛的第九十一师团奉命与苏方签署停火协议。8月22日，防守南库页岛的第八十八师团也奉命与苏军签署了相同的协议。
在山田向关东军各部下达停战以及解除武装的命令后，虽然各部为了尽快把命令传达下去，已经是绞尽脑汁，但由于激战和通信联络的中断，一些部队并没有能够顺利接到命令，最典型的就是虎头和东宁要塞的日军。
虎头要塞建于虎林县虎头镇周边的高地丘陵之中。在关东军的所有边境要塞里，虎头要塞的炮火力量是最强的。“关特演”期间，日本军部曾将东京湾的410毫米大口径榴弹炮拆下来，运至虎头，又将从法国购进的240毫米口径加农列车炮调给虎头守军。两大巨炮，前者最远射程是二十公里，后者最远射程可达到五十公里。当时的用途是为了一旦进攻苏联，可用以击毁对面的苏军军事基地，并断绝苏军的运输线。
不过与苏军的炮火力量相比，虎头要塞毕竟还是多有不如。第三十五集团军为了突破要塞，特地建立了一个集团军炮兵群，其中包括破坏炮兵分群、对敌炮战分群，无论是火炮数量还是整体威力，都要远远压过要塞守军。
由于战前进行了详尽的侦察，苏军的炮击非常准确，命中率很高，要塞的地面工事、交通要道、通讯设施、军营、仓库、车站都遭到了严重破坏。开战不久，要塞就与其上级机关以及关东军总司令部失去了联系。
虎头要塞内有接近一千九百名日本人，其中的四百多人是士兵家属、满洲铁路公司员工和一些耕种组成员，实际战斗兵员为一千四百四十二人，隶属于由第五军直接指挥的第十五边防卫队。
在遭到苏军的猛击后，边防卫队不仅没有崩溃或者准备投降，而且由于他们的负隅顽抗，虎头之战持续时间之长、战斗之惨烈，都将大大超出人们的预期。
全员玉碎
虎头要塞由猛虎山、虎东山、虎北山、虎西山、虎啸山等六个抵抗枢纽部组成，另外还包括三个独立支撑点。在它的每公里正面，总计共有七个炮兵永备火力点、十二个机枪永备火力点、八个机枪土木质火力点、六个观察所、两个钢帽堡、六个掘开式炮兵阵地。
第三十五集团军对虎头要塞实施了立体攻击战。他们首先利用空中优势，调动近百架战机对各支撑点实施了长时间的轮番轰炸和低空扫射。接着，在炮兵掩护下，又以步兵集团展开地面进攻。进攻过程中，双方殊死搏杀，尤以对虎北山阵地的争夺最为激烈，两天时间内，阵地九次易守。
发现急切之下难以攻克，第三十五集团军当时便留下第一〇九筑垒地域部队，集团主力则绕过要塞，继续按计划向前推进。
筑垒地域部队由长于攻坚的步炮兵和工兵组成，专门用于对要塞进行封锁和攻克。8月13日，苏军攻上猛虎山，但是日军已经钻入了地下工事。
虎头要塞的地下工事距地面二十米左右，里面不仅建有指挥所、弹药库、兵舍、医务所、浴池、厕所、地下水道、水井等各种设施，还配备了发电所，架设着电线电灯用以照明及通讯联络。
在地下工事的重要部位，钢筋混凝土覆盖厚度达到三米。苏军一时有无从下手之感，于是便找到地下工事的烟囱、通气口，向里面投掷手榴弹或液体炸弹。地下工事内顿时浓烟滚滚，许多日军因此窒息死亡。
8月14日，苏军又攻占了虎东山及其巨炮阵地，后者在实战中所起到的作用并没有比地下工事更大。
第十五边防卫队原本已经得到了关东军投降的消息。8月15日，他们从收音机里收听了天皇宣读停战诏书，但代理队长大木正大尉以骗局为由，喝令关掉了收音机。
大木正这个被洗脑过度的家伙叫嚷着要血战到底。苏军很体贴地在第一时间把机会部分赐予了他——当天，一个日军炮兵中队全部被歼。
8月16日，筑垒地域部队组成突击组，对要塞的北部抵抗枢纽部虎北山展开进攻。独兵炮兵九十七营的一个炮兵连接到命令，要以直接瞄准射击的方式，摧毁虎北山上的永备火力点。
射击阵地与日军的堑壕只隔三百米，一门炮在进入射击阵地的瞬间，牵引车驾驶员便中弹身亡。火炮倒拖着失去控制的牵引车，顺坡滑向堑壕，停在了胸墙附近。
日军向火炮投掷手雷和炸药包，想予以炸毁。在其他火炮的支援下，炮兵连连长菲利莫诺夫上尉率领一组士兵发起冲锋，与日军展开白刃格斗，结果在占领堑壕之后，又将火炮拖了回来。
炮兵连进行了连续两个小时的火力准备，终于摧毁了永备火力点。苏军一鼓作气攻克了虎北山，但日军仍继续固守西猛虎山、中猛虎山、东猛虎山等支撑点。
8月17日，苏军将两门203毫米火炮运至虎头地域乌苏里江右岸，使直接瞄准永备火力点射击的大威力火炮达到三十四门。一天激战下来，苏军陆续占领了虎北山西北各无名高地，虎头地域的态势得到进一步改善。
大木正已经到了歇斯底里的程度。他在中猛虎山的地下工事内下令“全员玉碎”，也就是全体自爆死亡。按照他的命令，日军在自己的栖息地放置炸药五十公斤，一百四十多名伤员率先“玉碎”。
8月18日，苏军下达最后通牒，敦促其投降。下午4时，被苏军俘虏的虎头港务局长森与一被作为军使，前去猛虎山主阵地劝降，不料竟被大木正的副官、一个同样冥顽不灵的疯子用军刀给劈死了。
一名苏军士兵正在为投降缴械的日军士兵进行武器登记。从表情上看，这些日本兵都很轻松。不过虎头、东宁要塞的日军显然不在此列。
日军死不肯降，苏军只得继续奉陪。8月19日，他们将所有可投入作战的火炮包括火箭炮都集中起来，对猛虎山进行不留一点缝隙的覆盖式轰击。边防卫队本部、中猛虎山和东猛虎山守军以及日军的炮兵部队全部被消灭。三天后，西猛虎山的守军也集体步入黄泉。
