珍珠港事件後，美國總統羅斯福於1941年12月向斯大林發出請求，希望蘇聯派兵對日進行軍事打擊。當時，美國想藉助蘇聯領土，對日本進行大規模轟炸。
斯大林拒絕了羅斯福的建議。他的理由是：「對日宣戰會削弱蘇聯攻打希特勒軍隊的實力，從而給德國以可乘之機。我們認為，目前的主要敵人是希特勒德國。蘇聯如果放鬆對德軍的抵抗，只會令軸心國實力進一步增強，給蘇聯及所有盟國帶來損失。」遭拒絕的羅斯福於12月11日表示，對斯大林的這一決定，他感到非常遺憾，但如果他是斯大林，他也會這樣做。話雖如此，在整個戰爭中，美國政府代表，包括羅斯福本人，一直都在不遺餘力地勸說斯大林放棄與日本簽署的中立條約，讓美國轟炸機進駐蘇聯遠東。正如美國駐蘇武官喬治．丁所說，他在蘇聯的最主要任務是「說服蘇聯對日作戰」。
而對日作戰這張王牌，卻成了斯大林與盟國進行外交談判的重要籌碼。他一面許諾在不久後對日作戰，一面又以此為要挾，敦促華盛頓和倫敦盡快在歐洲開闢第二戰場。在1943年11月舉行的德黑蘭首腦會議上，他表示：「蘇聯在遠東的軍事實力只能自保，若要對日作戰，還需增加兩倍軍力。因此，這只能在德國投降後才能實現。屆時，我們將全線進攻日本。」
蘇聯對日作戰的時間是在雅爾塔會議上最終敲定的。斯大林、羅斯福和丘吉爾一致同意，蘇軍對日作戰定在德國投降後的2－3個月內。
羅斯福於1945年4月去世。杜魯門上臺時，已經獲知了原子彈研究工作的進展，但他仍然堅持認為，「惟有蘇聯參戰，才能最終戰勝和徹底摧毀日本」。
1945 年8月8日，蘇聯對日宣戰。蘇聯軍隊在滿洲里、朝鮮半島北部、南薩哈林和庫頁島迅速摧毀了日本軍隊。在23天的戰爭中，蘇軍全殲了日軍22個師，日本共損失了67．7萬官兵，其中8．4萬人被擊斃。蘇聯軍隊繳獲了豐厚的戰利品：3700件武器、600輛坦克、861架飛機、1．2萬挺機槍、2000多輛軍車。關東軍的全線潰敗，打亂了日本將關東軍調回本土增援的如意算盤；而日本皇室及政府原本打算一旦東京淪陷，便轉移至滿洲里，這一想法也落空了。
