以下人员参加了会谈：苏方为外交人民委员会副委员长洛索夫斯基，苏联驻华大使彼得罗夫；华方则为外交部次长胡世泽、中国驻苏联大使傅秉常与蒋经国氏。会谈目的在改进中苏关系。因此，有关双方的重要问题，均曾提出讨论。会谈在友好的空气下进行，并显示极大之相互谅解。会谈以斯大林及莫洛托夫须离苏参加三国会议，宋子文须返重庆数日而暂告中断。惟在最近将来，会谈将继续举行。
美、英、苏3国首脑在波茨坦历时17天的会议，于8月2日结束。于是宋子文一行重抵莫斯科，谈判继续进行。不过经过前6次的会谈，双方似乎更冷静了。此时，斯大林明确表态，不把大连港及相连的铁路划人苏方军事区；但也不同意宋子文的意见，把大连置于中国行政管理之下，要求应向苏方出租部分港区作商业用途。斯大林坚持建立一个双方有同样名额的委员会共同管理大连港和大连市。此外，苏方还提出，在苏占领区应将包括企业股份在内的一些日本资产视作苏军的战利品。这些问题，当时宋子文均严辞拒绝。
当时所以拒绝，其实也是宋子文难拿主意，要想再听听蒋介石的意见。于是会谈后宋又急电蒋介石：“苏方对于大连行政，拟将坚持苏方必须参加管理；关于此职等拟于必要时为权宜之拒纳。因苏已对日宣战，形势趋紧，不容过事迁延。”
很快蒋介石回电称：“大连问题名义上须为自由港，其与海军有关之事，准由兄等权宜决定。”关于外蒙古之事，蒋又指示道：“对于外蒙及其它未决事项，准授权兄等权宜处置。”
有了蒋介石这副“安心丸”，当时宋子文心里便有谱了。
然而恰在谈判的节骨眼上，国际反法西斯战争发生了戏剧性的变化。1945年8月6日和9日，美国分别在日本的广岛和长崎投下了两枚原子弹。这一新式武器具有2万吨tnt的威力，较英国的11吨“地震式”炸弹的爆炸力尚多200倍。当时，两颗蘑菇云的烟雾还没消散，斯大林似乎已看出了端倪，于是苏联急忙向日宣战出兵。
8月9日，百万苏军在东西2000英里的中苏边境上正面突破，与日本关东军发生激战。继而，苏军又越过300英里的西伯利亚地区，四路紧逼满洲里。一周之后，苏联军队已抢占了大连、旅顺，并牢牢地控制了中国东北。当时，苏军以迅雷不及掩耳之势，打乱了日本多年布防的东北防线，加速了日军投降的时间。
于是，日本方面在内外遭受双重打击的情况下，于8月10日便向苏联驻日使馆交上了投降书。
世界性的反法西斯战争的全面胜利，应是献给中苏会谈的厚礼。在此基础上，中苏双方在友好的气氛中顺利地签订了《中苏友好同盟条约》、《关于中国长春铁路之协定》、《关于大连之协定》、《关于旅顺之协定》、《关于中苏此次共同对日作战苏联军队进入中国东三省后苏军总司令与中国行政当局关系之协定》等，并向世人作了公布。
当时的《中苏友好伺盟条约》全文共分八个部分，兹简摘如下，以飨读者：
一、中苏友好伺盟条约之签订目的，在求中苏共同对日作战至完全胜利为止，并求防止日本再度侵略。条约中规定，如他日任何一方再被日本攻击，另一方即予军事援助。至于缔约国在联合国宪章下所有之权利义务，则不受本约之影响。本约有效期为30年。
二、苏联对华3项声明。第一，苏联声明，给予中国以道义的军需的及其他物质上的援助，此项援助完全给予中国中央政府，即国民政府。第二，苏联重申尊重国民政府在东三省之完全主权及领土行政之完整。第三，苏联声明，对于新疆问题，苏方无干涉中国内政之意。
三、外蒙问题。中国政府声明，日本战败后，外蒙如依公民投票证实其独立愿望，中国当承认外蒙独立。苏联声明，苏方将尊重外蒙之政治独立与领土完整。
四、关于中东路及南满路问题。中东及南满两路之干线（合称为中国长春铁路）由中苏共同经营，以30年为期，期满无偿归还中国。该路纯为商业性质之运输事业，其路务由中国政府组织，不由铁路自办。除中苏两国共同对日作战期外，该路不运苏联军队。
五、关于大连问题。中国政府宣布大连为自由港，对各国贸易航运一律开放。大连一切行政权利属于中国，惟港务长由苏籍人员担任，开放期定为30年。
六、关于旅顺问题。在中苏旅顺协定有效期30年内，以旅顺口为中苏共同使用之海军基地。该地区民政归中国管辖。在该区域内设中苏军事委员会，以处理有关共同使用等问题。
七、苏军进入东三省后之行政问题。国民政府派遣代表及助理人员在业经收复区内设立行政机构，并指挥之。国民政府并派军事代表团，常驻苏军总司令部，以资联系。八、苏联军队撤退问题。斯大林声明：在日本投降后3星期内开始撤兵，最多3个月内苏军全部自中国东三省撤出。