此时，正值盛夏，苏军的猛烈进攻使不少地区日军已停止抵抗。但大批日伪军一时尚未全部解除武装，尤其在冀热地区与长城内外，许多日伪军仍保持其完整的建制与指挥，固守据点，拒绝向共产党军队缴械投降。其间，在长城内外各地有伪军１９个旅、２７个“讨伐队”、两个骑兵团及伪华北“治安军”３ 个团，共约１０万人。日伪地方武装也未解体。冀热辽军区部队在进军途中不断与其发生战斗。
西路进抵兴隆地区时，当地伪军第２４、第２５旅及“讨伐队”拒绝缴械投降，该部即向敌军发起进攻，后经冀东主力增援将其歼灭，俘其官兵３０００余人。中路解决了平泉一带伪军第１７旅，并在平原与苏军会师。此后向凌源、赤峰、朝阳前进，接收８ 座县城，俘伪军５０００余人。东路所部于８ 月２０日出发，沿途冒滂沦大雨解决了石门寨、九门口等地伪军。自８ 月２５日以来，冀热辽军区挺进部队一路势如破竹，所遇日伪军全部被缴械，先后缴枪１２２ 多支。２７日，迂回山海关，到达绥中县属之前卫、中前所一线。８ 月２９日，东路挺进部队在山海关以北的前所车站俘伪军４００ 余名和一批枪支及物资。
在前卫以北之凉水河地区，东路部队与由林西、赤峰经叶枯寿、凌源驰往山海关的苏军一个战斗分队会师。第１６军分区临时抽调了一些司号员组成“军乐队”，吹起了欢迎号，欢迎苏联红军的到来。
两军会师后，双方指挥员取得一致意见，决定向驻守山海关的日伪军发动攻势。待东路部队包围山海关后，由苏军向山海关守军送交无条件投降通牒。
山海关是一座古老的名城，位于燕山山脉东端。地处河北秦皇岛东北，南临渤海，北依角山，西亘长城，山高势险，北宁路穿此而过，是华北通往东北的门户。明朝洪武十年（１３８１年）朱元璋派大将军徐达在秦皇岛东北设置山海卫，次年１２月筑起山海关城。从此，山海关便成为长城东部的一座军事重镇。山海关城墙高达１０米，宽容五马并行。“天下第一关”的横匾雄踞于东门之上。全城占地８ 平方公里，山势陡峭，又加上护城河环绕，地形险要，易守难攻，可谓“一夫守关，万夫莫开”，历来为兵家必争之地。
为迫使守关日伪军投降，第１６分区部队和苏联红军向日伪军发出最后通碟。该通碟全文如下：由于苏联政府对日宣战，强大苏联红军攻入东北，我八路军已全面举行对日大反攻。８ 月１５日，日本天皇已向日本国下诏，接受无条件投降。现中国八路军和苏联两国强大军队，已兵临山海关城下，着派中苏两国代表，向驻山海关日军司令官送出通牒，命令驻山海关的日军、伪“满洲国”军接到本通牒后，限于本日下午２ 时率部于山海关火车站“无条件向中苏军队投降。
此致——驻山海关日本军司令官中国八路军司令官苏联红军司令官１９４５年８ 月３０日当时山海关有日伪军约２０００人据守。这些已经接到上级拒降命令的日伪军拒绝向八路军冀热辽军区部队投降。面对山海关如此高大的城墙，冀热辽部队苦于无炮，打不开城门，冀热辽所部分区司令员曾克林只得决定先围再打，首先扫清据点外围。当８ 月３０日这天，曾克林部绕道出关，占领前所车站断其山海关守敌退路时，发现苏军的一个小型车队拖着３ 门平射炮向前所地区驶来，这真如雪中送炭一样来得及时。曾克林遂带领大家拥了上来，热烈欢迎苏军官兵。起初曾克林请求苏军炮火配合攻击山海关未果，原因在于苏军不了解这些部队是什么人，不敢贸然表态。后经曾克林再三请求，苏军指挥官才答应联合攻击山海关。
３０日拂晓，苏军开始向山海关发炮，６０名苏军士兵以十分娴熟的战术技术，把一发发炮弹准确地送到守敌的头上。曾克林即令军分区部队分头攻击，仅激战１ 小时即攻人城内，俘伪军１０００余人，大部日军南逃秦皇岛。通往东北的门户——山海关获得解放。东路部队在山海关稍事休整和补充后，继续北进，于９ 月４ 日进入锦州与苏军会师。其间，消灭锦州地区伪军两个师。并由第１８团组成锦州卫戍司令部，控制了整个辽西战略重镇锦州。
曾克林、唐凯一路夺关斩将，出师顺利。在锦州夺取后，即率所部一部约４ 个连坐上火车向沈阳前进。
由于这些冀热辽的八路军是第一次乘火车，所以十分惊奇，一个个兴高彩烈。当火车一路直下抵达沈阳车站之时，苏联红军守卫部队一见车上有这么多来历不明的中国军人，顿时戒备起来，于是立即封锁站台不让曾克林所部下车。
曾克林是一位典型的军事指挥干部，办事讲求效率，决不会吃苏军这一套。他立即带人到苏军沈阳卫戍司令部接头，办理放行手续。
７ 日，苏军驻沈阳的第６ 近卫坦克集团军司令克拉夫钦科上将等会见曾克林、唐凯。苏方提出，由于有（中苏友好同盟条约）及有关规定限制，沈阳要交给国民党政府，八路军不能接管。
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