为了实施南进国策，以期早日从东南亚各欧洲列强掌控的殖民地获取急需的煤、铁等战略物资（尤其是印尼的石油），就必须消除南进的后顾之忧，避免两线作战。为此，松冈外相于3月12日开始了他的欧洲之行。但在去柏林的途中，松冈专门在莫斯科停留了几天，以便试探一下苏联对日本签订三国同盟的反应。
当时，他还在为“诺门坎事件”在日苏两国间造成的隔阂担心，却不知道，当时斯大林与松冈一样为此心烦。因为，苏联最关心的一件大事，就是担忧日本同德国相呼应，从背后进攻苏联。为了了解日本方面的战略意图，苏联甚至把“当代最伟大的间谍”佐尔格派往日本，以确定日本的方面关于“北上”和“南下”争论的最终结果。在松冈动身前，佐尔格将收集到的情报通知克里姆林宫：“日本有同苏联缔结中立条约的意向，希望做好准备。”斯大林接到这份电报后非常高兴，立即命相关人员作好签约的准备工作。
这一天，莫斯科北站的站台上排列着军容严整的仪仗队。斯大林同欢迎人群一道欢迎日本的代表团，这使松冈出乎预料。松冈满脸笑容，明白苏联确实打算同其远东邻邦保持友好关系的愿望。
当天，松冈一行被邀请到斯大林的办公室。松冈表示，日本对苏联没有敌意。世界上主要的罪恶是英国人和他们的殖民政策。就是在中国，日本也不是同中国人作战，而是同英国殖民者作斗争。因为它支持中国的资产阶级和资本主义制度。他还说，日本与苏联有着共同的利益，因为日本是一个精神上的**国家，是正在同资本主义国家进行斗争的无产阶级国家。接着，他又以惋惜的口气指出，日苏之间以前的摩擦，就是没有好好谈的缘故。斯大林不时地站起来，吸着烟斗，在办公室里走动，表现为一位轻松的倾听者。当松岗提起过去的谈判时，斯大林开口了。
“我们不必旧事重提”，他吸着烟斗说：“对于签订《日苏互不侵犯条约》，您有何看法?”
松冈说：“我必须立即向东京报告，然后才能予以答复。”
后来，当松冈在柏林同希特勒和里宾特洛甫谈判时，接到了东京的指示：政府授权外相同苏俄签署《日苏互不侵犯条约》。
4月13日，松冈在回国途中路过莫斯科，与苏联外长莫洛托夫分别代表两国政府正式签署了《日苏互不侵犯条约》。该条约规定：日苏两国维护友好关系，互不侵犯领土；当缔约国一方遭到第三**事攻击时，另一方保持中立。条约的签署，既消除了日本南进的后顾之忧，也使苏联避免了东西两线作战的危险。
因前有日德意三国同盟和诺门坎事件，日本方面没想到会这样容易地与苏联缔结中立条约。4月22日，外相松岗以一个英雄的姿态回国返回东京。
当松冈外相凯旋回国时，身在东京的佐尔格收到一份来自克里姆林宫的谢电，内容是：“对你所作的巨大努力，深表感谢!”
20日深夜，斯大林向苏联主要党政军领导人（有莫洛托夫、加里宁、伏罗希洛夫、安德列耶夫、米高扬等）和共产国际执委会主席季米特洛夫，介绍了他与日本外相松冈洋右的谈话。然后他出人意料地就共产国际的存在讲了一大段话。斯大林说："一些党（指美国GCD，1940年11月为适应美国法律，共产国际同意美国GCD退出共产国际）从共产国际季米特洛夫那里出来了，这并不是坏事。正相反，各国GCD应成为完全独立的党，而不是共产国际下面的支部......不同国家中的情况和任务完全不同。在英国是一个样，在德国又是一个样，在其他国家也是如此。当各国GCD按此方式得到巩固时，再重新恢复它们的国际组织。国际是马克思时期建立的，当时正期待着即将发生世界革命。列宁时期的共产国际是在同样形势下建立的。当前，每个国家本国的任务突出了，然而，各国GCD作为共产国际执行委员会的国际组织下面的支部这种状况是个障碍......请不要抓住昨天不放。应认真考虑已经形成的新的条件......"
消息传到中国，于1936年成立的上海各界救国联合会和全国各界救国联合会立即作出反应，认为这是苏联牺牲中国利益，打击中国的艰苦抗日以保全自己。时任救国联合会常务理事和宣传部长的“七君子”之一的王造时被共推起草《致斯大林大元帅的信》，“表示该项协定妨害中国领土与行政的完整，认为是很大的遗憾”。这是出于爱国的行动，但是后来却成为王造时**反苏的铁证，蒙受不白之冤。
蒋介石对此消息有些失落，但并不吃惊。中苏之间的合作是以抵御日本侵略扩张的共同战略利益为基础的，但合作对两国政府来说都是权宜之计。鉴于以往第一次合作的教训，新的合作有明确的限度，合作双方都谨慎地提防对方损害自己更根本的利益，蒋介石担心苏联会借机干预中国内政，而斯大林则担心中国会把苏联拖入对日战争。因此，中苏合作的形式也比较简单，基本限于苏联向中国提供军事援助，而尽可能不涉及其他领域的问题。
根据苏方史料，至1939年10月在华军事顾问已达80人，至1941年初更增加到140人。从1937年至1942年间，先后来华工作的苏联军事顾问有三百多人，而苏联军事顾问、专家、技术人员加上志愿飞行员等总数大约有五千人。经由苏联顾问和教官培训的中**校各类学员大约有九万人。
就苏联当时的国力而言，斯大林相当慷慨，他给予中国的军事援助是及时的、大量的。综合考虑各种因素，可以认为，苏联在1938年至1940年间向中国提供的军事援助与美国后来在1942年至1944年间向中国提供的援助大致相当，而且国民政府得到这些援助也未像后来获取美国援助那样颇费周折。
中苏之间的这次合作，对苏联来说完全达到了预期的目的；对中国来说毕竟是在抗战最孤立、最危险的阶段得到了外来的巨大援助。斯大林的精明体现在他对援华目标的把握上，他的目标明确而有限，就是要让中国有能力拖住日本。当苏联免除了日本进攻的顾虑之后，双方的合作实际上也就结束了。我们也不可能指望在国与国的交往中会存在利益以外的东西，除非其他的国家也流行儒教，或许可以谈谈国与国之间的友谊。
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