６月１２日，苏军第６装甲集团军奉命向南急转，开始对沈阳地区实施进攻。天气可人，苏军地面部队在空军的帮助下不断进行突击和分割日军，主力军团边补充边向前推进；为了保障部队连续性的突进不受燃料短缺的困扰，空军运输部队将燃料集中到少数部队的装甲战车上，确保先遣军队高速度、不间断的进攻。到１６日，第８装甲集团军已经对日本关东军纵深连续推进１５０千米，占领通榆。切断洮安到沈阳的铁路线。
６月１４日，苏军贝加尔方面军左右两路大军先后恢复了大规模军事行动，向长春和沈阳继续推进。左翼先头部队攻克洮南，歼灭伪满洲国第１骑兵师，俘虏士兵２０００人；至此，冲锋在前的第６装甲集团军打开了进军日本关东军心脏的大门。
苏联远东第１方面军在６月８日利用夜暗和大雨天气对日军发起进攻，兵分１２路以迂回、偷袭、渗透等战术从日军堡垒群的间隙中向敌方纵深推进，战役开始第一天就顺利越过日军边境的堡垒地域。第５集团军的部队越过国界以后，前出到绥芬河的日军防御工事前；这里是日军纵深５千米的堡垒地带，位于“驼峰”和“尖山”的高低构成了支撑点。“驼峰”高低地形险峻，山势陡峭，周围有３条河流绕过，间隙处有片片沼泽。日军依靠高低地势建造堡垒，四周被日军切成陡坡，地上挖有反坦克壕沟，还设有多道金属铁丝网。花岗岩峭壁上建筑的２０个永久火力点内，日军部署有３０５毫米和４１０毫米火炮；厚厚的钢筋混凝土墙达到１．５米，发射孔用装甲钢板挡住，工事间有在岩石上凿成并用水泥钢筋浇铸的堑壕和坑道相连。
苏军第５装甲集团军多次进攻未果，于是便将加农炮拉到开阔地直接瞄准日军掩体射击。以坦克炮兵专门组成的强击群开始突击，步兵冲进掩体和堑壕内的日军展开白刃战；经过６个小时的惨烈战斗最终摧毁了日军的“驼峰”支撑点。
１３日，第５集团军推进到密山、林口和穆棱一线，对少数负隅顽抗的日军留下部分军力或者留给后续部队围歼；大部队继续从东、东南和西北多个方向对牡丹江市发起进攻。在这天结束时，苏军撕开的战线缺口达到６０千米，纵深发展到２０千米。接下去，坦克、步兵、炮兵如同潮水一般涌入，但之后就遭遇日军第１方面军７个师和多个“敢死队”的殊死抵抗。苏军远东第２方面军在攻克富锦、同江、瑷珲堡垒群时和日军发生惨烈战斗，日军官兵死战不退，苏军不得不把战略预备队第３方面军的部分人马调配给第２方面军参与战斗。到１１日，方面军得到后援加入，军团主力强度黑龙江直接强攻齐齐哈尔；同时一路偏师则强度乌苏里江，占领日军在饶河建筑的防守工事在１５日凌晨占领宝清。
日本关东军在苏军４个重兵集群的同时打击细挥部完全慌了手脚，预设防线大部被破；有战斗力的部队损失已达３０万，日军计划依托堡垒和城防要塞阻击苏军长驱直入的企图彻底粉碎；到６月底，将近３００万苏军战士对长春、沈阳、吉林、哈尔滨等重要城市形成合围的态势；日本关东军司令部匆忙把指挥所迁移到朝鲜的平壤同时下令让军队各自为战。在吉林同朝鲜接壤、还没有遭受苏军进攻的地区，日军人员放弃防守渡过鸭绿江改编入包围的第２０军的编制，并把该军沿鸭绿江部署全力防堵苏军进入朝鲜境内。
到这时，还在中国东北顽强抵抗苏军的日军部队在实际上已经被关东军司令部无情地抛弃了。７月底，苏联红军经过一个月的艰难“行军”，放眼全东北，日军剩下的只有６座大型城市在手里了；苏联远东第３方面军同日军隔鸭绿江对峙。之后红军战士就开始攻城战，沈阳在８月２０日被苏军解放，它是被苏军解放的东北最后一座城市。从６月６日开始至８月２０日结束，在历时２个多月的作战中，日本关东军和关内增援军队总计损失７７万人，其中包括２２０名将军，有１１万９千人被击毙，超过６０万人被俘虏，还有一些人失踪。第三帝国以坦克为中坚的“闪电战”闪击波兰，拉开第二次世界大战的大幕。时隔６年以后（３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４）苏军以坦克为先导的“闪电战”完美得到远东战役的胜利。
到这时，日本在中国大陆所剩下的只有江南的一小部分土地、华北的几座大型城市、和几条铁路线相连的城镇；在太平洋上，美军重新占领关岛和马绍尔群岛，这意味着日本视为“南下跳板”的菲律宾已经直接遭到美军登陆部队的威胁；而始终被部署在西南太平洋地区，和美国航母集群对峙的日本联合舰队主力的后路和补给线面临被美军彻底切断的危险，山本必须做出最后决战的部署。
而也是在这个胜利已唾手可得的形势之下，世界三大巨头：美国总统罗斯福、苏联总理斯大林、德国元首张磊（丘吉尔被摈弃出局）在美国首都华盛顿碰头。一场决定东亚、更决定中国、日本、朝鲜，三国未来的分赃大会就这么开始了。
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