与此同时，德国官员几个月来秘密向苏联外交官暗示可以提供比英国和法国更优厚的条件以达成政治协议。苏联与纳粹德国开始谈判以讨论关于建立1个经济协定的可能性，而同时他们与三方小组继续谈判。1939年7月下旬至8月上旬，苏联和德国官员同意了计划中经济协定的大部分详情，特别是讨论了潜在的政治协议。1939年8月19日，德国和苏联官员签订了1939年德国和苏联的商业协议，根据该经济协议，苏联向德国提供原材料以换取德国掀提供武器、军事技术和民用机械。2天后，苏联中止了三方军事会谈。8月24日，伴随着该商业协定，苏联和德国签署了政治和军事协议，即莫洛托夫-里宾特洛甫条约。该协议是1个互不侵犯协议，其中包括秘密协议，以分割北欧和东欧国家及拼入德国和苏联的势力范围。苏联的势力范围最初包括拉脱维亚、爱沙尼亚和芬兰。德国和苏联将瓜分波兰，东部的比萨河、纳雷夫河、维斯瓦河和桑河地区被拼入苏联。该协议向苏联在西方提供了额外的防御空间，提供了1个机会以重新获得在里加和约中失去之领土，同时把乌克兰东部和西部及白俄罗斯人民统一在苏联政府的统治之下。
在英法身上没有达成目的的苏联，在德国人那里获得了自己想要的一切，但是刚刚德国入侵波兰时，苏俄并没有马上采取行动，之所以这样是因为当时正与日本出现边界纠纷，需要时间来调动红军和争取外交上的优势，他们希望等到波兰已经解体之后才采取行动。
在德国完全包围了波兰的首都华沙，基本上击溃了所有的抵抗力量的时候，苏联在波兰政府逃到国外之后感觉自己的机会到了，于是便在9月17日，莫洛托夫对波兰驻莫斯科大使递交宣战书，上面苏联政府悲天悯人的写到：“波兰和德国之间的战争，揭示了波兰这个国家内部之腐败。在10天的敌对行动这一过程中，波兰已经失去了它所有的工业和文化中心区。华沙，作为波兰之首都，不再存在。波兰政府已经解体，不再显示任何存在的迹象。这意味着，波兰这个国家及其政府其实已不复存在。同样地，苏联和波兰之间缔结的协定已经不在有效。在没有留下装备和失去了有希望的领导下，波兰已成为1处充满危险和惊讶的地方，这些原因可能对苏联构成威胁的，现在仍然中立的苏联政府，面对这些事实下再也不能保持中立的态度。 苏联政府亦不能漠视这些住在波兰领土的乌克兰和白俄罗斯人是自己的亲属这一事实，他们正被命运摆布，而且手无寸铁。 在这种情况下，苏联政府已向红军最高指挥部下令红军越过边境，并采取一切措施以保护乌克兰西部和白俄罗斯西部的人生命和财产安全。 与此同时，苏联政府建议采取一切措施以使波兰人民能够摆脱不幸被他们不明智的领导人强加的战争，使他们能够重新过上和平的生活。”
苏联人试图以这样的语言来掩盖自己入侵波兰的本质，同日，莫洛托夫在电台宣布苏联和波兰之间的所有条约现在已经不再有效，因为波兰政府放弃了它的人民和不复存在。接着也是在同一天，早已做好了战争准备的红军开始越过边界进入波兰。
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