Между тем 29 августа в Вене в Верхнем Бельведере, бывшей летней резиденции принца Евгения Савойского, началась созванная конференция, посвященная урегулированию спорных венгеро-румынских вопросов. Состоялись переговоры имперского министра иностранных дел фон Риббентропа и итальянского министра иностранных дел графа Чиано с венгерской и румынской делегациями, которые также возглавляли министры иностранных дел этих стран граф Чаку и Манойлеску. Уже 30 августа последовало решение арбитража стран оси, по которому Румыния передавала Венгрии значительную часть Трансильвании, область площадью 19 300 квадратных километров с 2,4 миллиона жителей. Чтобы облегчить румынскому правительству принятие решения арбитража, связанного с такой большой территориальной уступкой, Германия и Италия 30 августа совместно приняли на себя гарантию целостности и неприкосновенности Румынского государства в его новых границах. Тем не менее в Румынии прошли массовые митинги и демонстрации против решения арбитража, которые в Бухаресте приняли особенно большой размах и привели к отставке кабинета Гигурту. Новый глава правительства – генерал Антонеску – создал, как сказано в его обращении от 5 сентября, новый режим с сильными тоталитарными тенденциями, склонил короля Кароля II 6 сентября к отречению в пользу своего сына Михая и еще ближе примкнул к странам оси, чем прежнее правительство. После этого в стране наступило спокойствие. Даже вступление венгров в присужденную им область 5 – 12 сентября прошло без инцидентов. Румыно-болгарские переговоры в городе Крайова завершились 7 сентября подписанием договора, по которому Южная Добруджа с дунайской крепостью Силистрия переходила Болгарии, передача состоялась 21 – 30 сентября.
Венское решение арбитража можно было считать ликвидацией угрозы вооруженного конфликта между Венгрией и Румынией, однако оно не могло помешать продвижению русских на Балканы. Это отчетливо показала позиция Москвы в эти дни. Комиссар иностранных дел Молотов 1 сентября в беседе с немецким послом в Москве графом Шуленбургом выразил свое недоумение тем, что немцы своевременно не поставили Советский Союз в известность о решении венского арбитража, и заявил, что русские и впредь будут проявлять интерес к балканскому вопросу. После этого 2 сентября Гитлер заявил генералу Йодлю, что намерен после затухания румыно-венгерского конфликта предъявить Венгрии ряд требований. Она должна будет разрешить при необходимости проход немецких войск и пролет немецких самолетов через свою территорию, причем с промежуточными посадками, а также использование железных дорог. От Румынии Германия намеревалась потребовать согласия на возможный ввод войск, чтобы обезопасить ее от нападения третьих стран. Цель будет достигнута отправкой немецкой военной миссии, сформированной из офицеров сухопутных сил и люфтваффе.
Гитлер пошел навстречу планам генерала Антонеску, который 7 августа сообщил немецкому военному атташе в Бухаресте полковнику Герстенбергу, что румынская армия хочет видеть немецких офицеров преподавателями в военной академии и военных школах, а также техническими экспертами в Генеральном штабе. Требуется отправка немецких механизированных войсковых подразделений и летных частей, а также предоставление техники и материалов для противотанковой и противовоздушной обороны. Кроме того, он попросил как можно скорее направить в Бухарест немецкого генерала для переговоров о будущем сотрудничестве между вооруженными силами Германии и Румынии. Генерал Антонеску добавил, что намерен сократить армию и создать сильные механизированные и моторизованные соединения. Главный участок обороны он видит на восточной границе, при обнажении фронтов – против Венгрии и Болгарии. С Германией он намерен сотрудничать.
Через два дня из Румынии вернулся адмирал Канарис, который лично ознакомился с мерами по защите немецких нефтяных месторождений и, помимо прочего, привлек туда часть подготовленных в Рущуке сил абвера. Он указал на то, что отправка в Бухарест немецкого генерала для заключения военного соглашения с Румынией является в высшей степени желательной. В целом у него сложилось впечатление, что генерал Антонеску владеет ситуацией и что его режим держится довольно прочно, конечно, пока немецкое оружие остается победоносным. Ввиду наступившего спокойствия 10 сентября была отменена боевая готовность предназначенных для Румынии войск, а двумя днями позже – также для подготовленных воздушных десантников и подразделений транспортной авиации.