300-я стрелковая дивизия с 257-й и 77-й танковыми бригадами (последняя подошла сюда в ходе боя 15 августа) овладели станцией Эхо, расположенной в 5 км восточнее Муданьцзяна, вышли к реке и приступили к ее форсированию.
Тем временем 22-я стрелковая дивизия, сломив сопротивление противника, ворвалась в город с северо-запада. Боясь окружения, японцы стали отходить. Этим воспользовались части 300-й дивизии, которые на плотах и рыбачьих лодках переправились через реку Муданьцзян и ворвались в город с востока.
В результате действий 26-го стрелкового корпуса был взят город Муданьцзян — крупный промышленный центр, узел дорог и опорный пункт, прикрывавший выход в центральные районы северо-восточного Китая. Здесь были разгромлены основные силы 5-й японской армии. Позже об этом рассказал ее бывший командующий, генерал-лейтенант Симидзу Норицунэ: «Мы не ожидали, что русская армия пройдет через тайгу, и наступление русских внушительных сил со стороны труднодоступных районов оказалось для нас совершенно неожиданным. Потери 5-й армии составили более 40 тысяч, то есть около 2/3 ее состава. Оказывать дальнейшее сопротивление армия не могла. Как бы мы ни укрепляли Муданьцзян, отстоять его не представлялось возможным».
Утром 16 августа перешли в наступления и войска советской 5-й армии. Они прорвали долговременную оборону восточнее Муданьцзяна, подошли к окраинам города и здесь были остановлены, так как в городе уже успешно действовали войска 1-й армии. 5-я армия получила приказ развить наступление на Гирин, а 1-я армия — на Харбин.
Войска 25-й армии, 16 августа освободив город Винцин, а 17 августа — город Тумынь, развивали наступление в северные районы Кореи. Одновременно часть сил наступала вдоль восточного побережья Северной Кореи на город Сейсин.
14 августа, как уже говорилось, в Сейсине был высажен морской десант. 16 августа в город вступили подразделения 393-й стрелковой дивизии, входящей в состав 25-й армии.
18 августа передовой отряд 1-й армии из района Муданьцзяна двинулся на Харбин. 25-я армия и 10-й механизированный корпус развивали наступление на Гирин.
Стремясь ускорить капитуляцию Квантунской армии, советское командование решило высадить в наиболее крупных городах северо-восточного Китая воздушные десанты. Как и в Харбине, эти десанты производились посадочным способом, а десантники представляли собой конвой высокопоставленных парламентеров.
19 августа в 12 часов дня на военном аэродроме Чанчуня сел один самолет Си-47, эскортируемый девятью истребителями Як-9. На борту самолета находился уполномоченный командующего Забайкальским фронтом, полковник И.Т. Артеменко в сопровождении пяти офицеров и шести рядовых. Вместе с Си-47 на аэродром сели три Як-9, а остальные улетели. Через некоторое время на аэродром прибыл заместитель начальника штаба Квантунской армии, генерал Мацуока с группой офицеров. После нескольких часов переговоров Ямада согласился со всеми условиями и отдел приказ о разоружении 15-тысячного гарнизона Чанчуня.
Почти одновременно с десантом в Чанчуне в 13 ч. 15 мин. 19 августа был высажен десант в Мукдене (Шэньяне). Парламентером в десанте был уполномоченный Военного совета Забайкальского фронта, начальник политотдела, генерал-майор А.Д. Притула. Вместе с ним прилетели 225 солдат и офицеров из 6-й Гвардейской танковой армии. Вскоре по прибытии Притула вступил в переговоры с командующим 3-м фронтом, генералом Усироку Дзюн.
Тем временем на Мукденском аэродроме десантники захватили «ценный приз» в виде последнего китайского императора Пу И. После нападения Советского Союза главнокомандующий Квантунской армией, генерал Отодзо Ямада потребовал от Пу И, чтобы он переехал в Корею для последующей отправки в Японию. 12 августа Пу И покинул столицу Маньчжоу-Го, город Чанчунь и со своей свитой на следующий день прибыл поездом по назначению. Однако самолетов для отправки Пу И в Японию на корейских аэродромах не оказалось. Поэтому рано утром 17 августа он был переправлен на самолете в Мукден, чтобы пересесть на большой самолет и вылететь в Японию. Через несколько дней после ареста советские власти императора Пу И и его брата Пу Цзе отправили в СССР.
К 19 часам 19 августа переговоры с Усироку Дзюн были закончены, и японский гарнизон начал сдаваться.