З наростаючою тривогою Радянський Союз стежив за підготовкою західними демократіями нового Мюнхену, що тепер вже приносив у жертву Польщу і разом з тим відкривав Німеччині шлях на Схід. 29 червня «Правда» опублікувала статтю, підписану Ждановим, яка піддавала різкій критиці небажання англійського та французького урядів укласти рівноправний договір з СРСР. Через два дні західні уряди дали згоду включити балтійські держави в сферу дії «східної гарантії» за умови, хоч і ілюзорної, «західної гарантії» відносно Швейцарії, Голландії і Люксембургу. СРСР відмовився від такої угоди: ні па Заході, ні на Сході згадувані в ній держави не бажали таких «гарантій».
Розуміючи, що переговори зайшли у глухий кут, англійці і французи погодилися на обговорення військових аспектів угоди з СРСР. Однак відправлені 5 серпня морем представники Англії та Франції прибули в Москву тільки 1 і серпня. Радянська сторона, представлена наркомом оборони Ворошиловим і начальником генштабу Шапошниковим, була незадоволена тим, що їх партнерами виявилися чиновники низького рангу, з дуже туманними повноваженнями (особливо англійці), які виключали переговори з таких важливих питань, як можливість проходу радянських військ через території Польщі, Румунії і прибалтійських країн, або зобов'язання сторін по конкретній кількості військової техніки і особистого складу, що підлягає мобілізації у разі німецької агресії.
21 серпня радянська делегація перенесла переговори на більш пізній термін. До цього часу радянське керівництво вже остаточно зважилося піти на укладення договору з Німеччиною. З кіпця липня поновилися переговори німецьких і радянських представників на різних рівнях. Дізнавшись про направлення до Москви французької і британської місій, німецька сторона дала зрозуміти, що угода з Німеччиною по ряду питань територіального та економічного характеру відповідала б інтересам радянського керівництва. 14 серпня Ріббептроп повідомив про свою готовність прибути в Москву для кладення повноцінної політичної угоди. Наступного ж дня радянський уряд дав принципову згоду на цю німецьку ініціативу, разом з тим зажадавши внести до німецьких пропозицій деякі уточнення. 19 серпня німецький уряд відповів підписанням торгової угоди, яка обговорювалася з кіпця 1938 р.. дуже вигідної для Радянського Союзу (вона передбачала кредит у 200 мли. марок під дуже незначний відсоток), а також виявив свою готовність зажадати від Японії припинення військових дій проти СРСР і розмежувати «сфери інтересів» Німеччини і Радянського Союзу у Східній Європі. Увечері того ж дня радянське керівництво підтвердило згоду на приїзд Ріббентропа в Москву для підписання пакту про ненапад, текст якого, вже підготовлений радянською стороною, був негайно переданий в Берлін. Намічене па 26 серпня прибуття Ріббентропа було прискорене за наполегливим проханням Гітлера. Ріббентроп, наділений надзвичайними повноваженнями, прибув до Москви у другій половині дня 23 серпня і вже наступного дня текст підписаного тієї ж ночі договору про ненапад був опублікований. Договір, дія якого була розрахована на 10 років, набирав чинності негайно.
Договір супроводжував секретний протокол, фотокопія якого була пізніше виявлена в Німеччині, але існування якого в СРСР, проте, заперечувалося аж до літа 1989 р. Протокол розмежовував сфери впливу сторін у Східній Європі: в радянській сфері виявилися Естонія, Латвія, Фінляндія, Бесарабія; в німецькій - Литва, Доля Польської держави була дипломатично обійдена мовчанням, але при будь-якому розкладі білоруські та українські території включені до її складу за Ризьким мирним договором 1921 р., а також частина «історично та етнічно польської» території Варшавського і Люблінського воєводств повинні були після військового вторгнення Німеччини в Польщу відійти до СРСР.
Звістка про підписання радянсько-німецького пакту викликала справжню сенсацію у всьому світі, особливо в тих країнах, чия доля безпосередньо залежала від даної угоди. Широка громадськість цих країн, абсолютно неготова до такого розвитку подій, розціпила їх як справжній переворот в європейському порядку.
Через вісім днів після підписання договору нацистські війська вирушили на Польщу.
9 вересня, перед тим, як опір польської армії був остаточно зломлений, радянське керівництво сповістило Берлін про свій намір невідкладно окупувати ті польські території, які відповідно до секретного протоколу від 23 серпня повинні були відійти до Радянського Союзу. 17 вересня Червона Армія вступила в Польщу під приводом надання «допомоги українським і білоруським братам по крові», які виявилися в небезпеці внаслідок «розпаду польської держави». Однак така версія не влаштовувала Німеччину, яка представила цей крок як ініціативу виключно Радянської держави. Внаслідок досягнутої між Німеччиною та СРСР угоди 19 вересня було опубліковано спільне радянсько-німецьке комюніке, в якому говорилося, що мета цієї акції (затримка з якою, безсумнівно, дала б більше переваг Німеччині) полягала в тому, щоб «відновити мир і порушений внаслідок розпаду Польщі порядок». Наступ радянських військ майже не зустрів опору польської армії. Радянські війська захопили 230 тис. військовополонених (серед яких було 15 тис. офіцерів); лише 82 тис. з них дожили до 1941 р. і після нападу Німеччини на СРСР змогли влитися або в армію Андерса, сформовану польським урядом в Лондоні, або в армію Берлінга, створену в СРСР з радянської ініціативи. Ідея створення буферної Польської держави була відкинута, що поставило делікатну проблему встановлення радянсько-німецького кордону. 22 вересня у Варшаві була досягнута домовленість про її проведення по Віслі. Потім, після візиту Ріббентропа до Москви 28 вересня, вона була відсунута па схід до Бугу, що все ж залишало Радянському Союзу трохи більше простору, ніж знаменита лінія Керзона в 1920 р. В обмін па цю «поступку», яка порушувала положення секретного протоколу від 23 серпня, Німеччина передала в радянську сферу впливу Литву. В опублікованому по завершенні візиту Ріббентропа до Москви спільному комюніке повідомлялося, що польське питання було «врегульоване остаточно», а значить, для війни з Францією і Великобританією більше не було причин (якщо ж ці країни не припинять ворожих випадів, то «Німеччина і Радянський Союз вимушені будуть розглянути питання про вживання необхідних заходів»). Радянський Союз, який ще в серпні виступав як арбітр, з'являвся тепер як один із союзників Німеччини.
Поки ж угода з Німеччиною дозволила Радянському Союзу приєднати до себе величезну територію в 200 тис. кв. км. з населенням в 12 мли. чоловік (7 млн. українців, 3 млн. білорусів і 2 млн. поляків). У подальші місяці сотні тисяч жителів приєднаних територій були депортовані на схід як «ворожі і нелояльні елементи». 1 та 2 листопада, після спектаклю «народних зборів», ці колишні польські території були включені до складу Української та Білоруської радянських республік.
Услід за цим Радянський Союз, відповідно до положень секретного протоколу, повернув свій погляд у бік прибалтійських країн. 28 вересня 1939 р. радянське керівництво нав'язало Естонії «договір про взаємодопомогу», за умовами якого вона «надавала» Радянському Союзу свої військово-морські бази. Через кілька тижнів подібні договори були підписані з Латвією та Литвою.
31 жовтня радянський уряд висунув територіальні претензії Фінляндії, яка звела вздовж кордону, що проходив по Карельському перешийку, в 35км від Ленінграду, систему могутніх укріплень, відому як «лінія Машіергейма». СРСР зажадав провести демілітаризацію прикордонної зони і перенести кордон на 70 км від Ленінграда, ліквідувати військово-морські бази на Ханко і па Аландських островах в обмін на дуже значні територіальні поступки на півночі. Фінляндія відкинула ці пропозиції, але погодилася вести переговори. 29 листопада, скориставшись незначним прикордонним інцидентом, СРСР розірвав договір про ненапад з Фінляндією. Наступного дня були розпочаті військові дії. Радянська преса сповістила про створення «народного уряду Фінляндії» під керівництвом Куусінена, який складався з кількох фінських комуністів, здебільшого співробітників Комінтерну, які давно проживали в Москві. Слідством радянської агресії стало виключення СРСР з Ліги Націй. Громадська думка Франції та Великобританії була цілком на боці Фінляндії. Розглядалося навіть питання про спільні військові дії Франції та Великобританії, однак здійсненню цих планів перешкоджав нейтралітет скандинавських країн.
Червона Армія, яка протягом кількох тижнів так і не зуміла подолати лінію Машіергейма, несла важкі втрати. Лише в кінці лютого радянським військам вдалося прорвати фінську оборону і оволодіти Виборгом. Фінляндський уряд запросив миру і за договором 12 березня 1940 р. поступився Радянському Союзу всім Карельським перешийком з Виборгом, а також надав йому на 30 років свою військово-морську базу на Ханко. Ця коротка, але дуже дорога війна (яка обійшлася радянським військам в 50 тис. убитих, більше І 50 тис. поранених і зниклих безвісні) продемонструвала Німеччині, а також найбільш далекоглядним представникам радянського військового командування слабкість і непідготовленість Червоної Армії.
У червні 1940 р., під час переможного наступу німецьких військ у Франції, Радянський Союз підтвердив свої наміри виконати всі положення секретного протоколу від 23 серпня 1939 р. Звинувативши балтійські країни в порушенні договорів про «взаємодопомогу», які прив'язували їх до Москви. радянський уряд зажадав створення в них коаліційних урядів, що контролювалися б радянськими політичними комісарами (Деканозов у Литві, Вишин -ський в Латвії, Жданов в Естонії) і підтримувалися б Червоною Армією. Після створення цих «народних урядів» були проведені «вибори» в сейми Литви і Латвії і в Державну Раду Естонії, в яких брали участь лише кандидати, висунуті місцевими компартіями і перевірені НКВС. Обрані таким чином парламенти звернулися з проханням про прийняття цих країн до складу СРСР. На початку серпня це прохання було «задоволене» рішенням Верховної Ради СРСР, яка сповістило про утворення трьох нових радянських соціалістичних республік. У той час як десятки тисяч «ненадійних елементів» депортувалися в Сибір, «Правда» писала (8 серпня 1940 р.): «Сталінська конституція проникає глибоко в серця робітників і селян. Вона полонить розуми кращих представників інтелігенції».