Во время переговоров в Москве, в третий раз за 18 месяцев, президенту Сметоне пришлось решать одну и ту же дилемму: сопротивляться или сдаться насилию. Похоже, что президент Литвы сдался еще до начала переговоров: 2 октября, исходя из экономии денег, он отправил домой армейский резерв, который был призван двумя неделями ранее (17 сентября). Численность армии сократилась с 89 470 до 32 000-33 000 солдат.
10 октября 1939 года Урбшис и Молотов подписали «Передачу Вильнюса и Вильнюсской области Литовской Республике и Советско-литовский договор о взаимопомощи» от имени своих правительств, согласно которому в середине ноября 18 786 военнослужащих Красной Армии были размещены в Алитусе, Приенае, Гайжюнае (около Йонавы) и Науйойи-Вильне и Киртимае (около Вильнюса). Общественность выразила свое мнение по поводу договора от 10 октября следующими словами: «Вильнюс музу, о мес — россия» (Вильнюс принадлежит нам, а мы принадлежим русским).
После подписания договора от 10 октября Литва перестала быть нейтральной страной и больше не могла проводить независимую внешнюю политику. 13 декабря при голосовании за резолюцию об исключении Советского Союза из Лиги Наций представитель Литвы, как и представители Латвии и Эстонии, воздержался. Цензура не позволяла прессе публиковать выступления западных политиков, раскрывающих поддержку Москвой Берлина. Правительство Литвы старалось не оскорблять своего восточного соседа даже словесно. Люди были приговорены к 12 месяцам заключения в исправительно-трудовых лагерях за высказывания («распространение слухов») о том, что Советский Союз оккупирует Литву.
22 ноября 1939 года президент Сметона утвердил 21-е (последнее) правительство Литовской Республики во главе с Антанасом Меркисом. В январе 1940 года президент Сметона назначил дивизионного генерала Винкаса Виткаускаса главнокомандующим сухопутными войсками.
По договору от 10 октября 1939 года Литва вернула себе почти 7000 квадратных километров Вильнюсского региона (населенные пункты Вильнюс, Тракай, Швенченеляй, Эйшишкес и Шальчининкай ) — примерно пятую часть территории, которую Россия признала территорией Литвы по Мирному договору от 12 июля 1920 года. Однако такие полностью литовские территории, как Друскининкай, Марцинконис, Швенчионис и Адутишкис, возвращены не были. Население восстановленной территории составляло около 450 000 человек. Перед передачей Вильнюса Литве советы организованно разграбили его, забрав заводское оборудование и культурные ценности.
Договор о взаимопомощи с Советским Союзом, в частности предполагаемое размещение гарнизона Красной Армии, поощрял и активизировал деятельность Коммунистической партии и в целом просоветских сил в Литве. 11 и 12 октября 1939 года в Каунасе прошли коммунистические митинги. Юстас Палецкис проинформировал советское посольство о создании комитета коммунистов, популистов и социал-демократов и попросил совета о том, как создать «Литовскую народную Республику». Уведомлен о запросе Палецкис, 19 октября Молотов приказал посланнику в Каунасе Николаю Позднякову: «Прекратите любые заигрывания и обещания левым слоям. Поддерживайте контакты только с правительством». Москва стремилась к «законной» аннексии Литвы, Латвии и Эстонии, поэтому какое-то время ей были нужны не местные коммунисты или активисты типа Палецкиса, а скорее законное правительство.
II. ПОТЕРЯ НЕЗАВИСИМОСТИ