１９４５年２月，在没有邀请中国代表出席的情况下，为促使苏联尽快参加对日作战，美、英在雅尔塔与苏联签订了《雅尔塔协定》。该协定损害了中国的领土主权和利益，其中涉及：维持外蒙古现状、苏联租借旅顺军港、大连港国际化、中苏铁路和南满铁路由中苏合营。直到６月，新任美国总统杜鲁门才将《雅尔塔协定》内容透露给中国政府。蒋介石说：“美、英、苏三国在雅尔塔签订的密约，中华民国没有参加，在法律上不受其约束。”
为寻求公道，６月２７日国民政府行政院长宋子文率领中国代表团前往苏联谈判。６月３０日，中苏会谈正式开始，双方就一系列问题进行了艰苦的磋商。宋子文拒绝承认外蒙古的独立，宣称苏联在东北的势力必须限制在共同管理和使用大连、旅顺两个港口与中东、南满两条铁路之内。但斯大林坚决反对，他要求中方正式承认外蒙独立，由苏联单独管理和控制上述港口和铁路，并进而提出允许苏联在旅大周围建立特别军事区的新建议。斯大林亦因参加波茨坦会议离开苏联，谈判中断。
德国投降后，美国对苏政策趋于强硬，８月８日中苏双方重开谈判。就在这一天，苏联对日正式宣战，次日，苏军越过中苏边界，进入东北。８月１０日，蒙古对日宣战，苏蒙联军亦进入中国境内。中共延安总部发出举行大反攻的命令，并派部队向热河和东北进军。新疆三区政府的军队也已向迪化进军。蒋介石担心如不及时与苏方签约，不仅东北、内蒙古会在苏军的支持下被中共军队所占领，就是新疆也恐难保全。因此他指令宋子文、王世杰，在苏联保证不援助中共、尊重中国东北主权的完整、不干涉新疆的内政和规定苏军自东北撤退期限的前提下，不惜作出重大让步。这样，在以后的谈判中，苏方重申不支持中国共产党，并保证将东北行政权转交国民政府，而中方在大连问题及中长铁路局局长人选问题上，则基本同意苏联的要求。
８月１４日，正当世界反法西斯战争胜利的消息传开之时，中苏双方在莫斯科签订了《中苏友好同盟条约》及两项换文。同时签订的还有《关于中国长春铁路之协定》、《关于大连之协定》、《关于旅顺口之协定》、《关于中苏此次共同对日作战苏联军队进入东三省后苏联军总司令与中国行政当局关系之协定》，以及两个附属议定书及关于苏军从东北撤军的记录。同年８月２４日，《中苏友好同盟条约》和有关协定及议定书等，经中苏双方交换批准而正式生效。
《中苏友好同盟条约》规定，中苏双方同意“在共同对日作战中彼此合作”，“非经彼此同意，不与现在日本政府或在日本成立而未明白放弃一切侵略企图之任何其他政府或政权缔结停战协定或和约”，若此后一方受日本侵略时，他方应尽力予以一切军事及其他援助。双方“同意在和平再建以后，依照彼此尊重主权及领土完整与不干涉对方内政之原则下，共同密切友好合作”。
在换文中，“苏联政府同意予中国以道义上与军需品及其他物资之援助，此项援助当完全供给中国中央政府即国民政府”。苏联承认中国对东北及新疆的主权，不干涉中国内政。对外蒙古的独立，“中国政府声明，于日本战败后，如外蒙古之公民投票证实此项愿望，中国政府当承认外蒙古之独立，即以其现在之边界为边界”。
《关于中国长春铁路之协定》规定：“中东铁路及南满铁路由满洲里至绥芬河及由哈尔滨至大连、旅顺之干线，合并成为一条铁路，定名为中国长春铁路，应归中华民国及苏维埃社会主义共和国联盟共同所有，并共同经营”。３０年后该路无偿移转中方。
《关于大连之协定》规定：大连辟为自由港，对各国贸易及航运一律开放，行政权属于中国。“港口主任由中国长春铁路局局长在苏籍人员中遴选”，所有港口工事及设备一半无偿租与苏方，租期３０年。大连平时不受旅顺驻军之军事监督，战时受其军事统制。苏联经长春铁路进出该港之货物“均免除关税”。
《关于旅顺口之协定》规定，旅顺为仅由中苏两国军舰和商船使用的港口，由中苏军事委员会管理（中方２人、苏方３人并由苏方出任委员长），海军基地的防护“由中国政府委托苏联政府办理之，民事行政属归中国政府负责，但人选及任免须经苏方同意，苏方有驻军权，３０年期满后一切产权归中方”。
苏联通过条约及协定，从中国勒索了大量的权益。有的西方学者评论道：“由于签订了这些条约，俄国在整个满洲将享有军事上的优势，并且通过对铁路的控制，也就能控制这个地区的全部经济生活”，“苏联得到了实质上是帝俄从１８９８年——１９０４年间享受过的同样的法定权利”，在外蒙古问题上则给中国服了“一服苦药”。
中国共产党对中苏条约表示谅解和支持，与此同时要求党内坚持自力更生，以排除条约的不利影响。毛泽东说，中苏条约“为远东和平之保障物”，并非“对我国之民主运动不利”；苏联与国民政府签约，“实则除国民政府而外自无可为对象者”；“我们完全同意中苏条约，并希望它的彻底实现，因为它有利于两国人民与世界和平，尤其是远东和平”。
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