С целью сорвать замысел врага по отходу в центральные районы Маньчжурии и к портам на побережье Желтого моря Василевский потребовал не только стремительного наступления передовых отрядов, но и ведения глубокой разведки на главных направлениях. В течение 15–16 августа передовые и разведывательные отряды 6-й гвардейской танковой армии продвинулись на 100–150 км. За ними медленно продвигались главные силы армии. Конномеханизированная группа генерала Плиева выходила к Калгану и Чэндэ (Жэхе). Войска 17-й армии через Чифын продвигались к берегам Ляодунского залива. Соединения 39-й армии, восстанавливая разрушенные врагом при отходе мосты и железнодорожные пути, продвигалась через Таоань на Чанчунь. В разрыв, образовавшийся между 17-й и 39-й армиями, решением командующего Забайкальским фронтом, согласованного с Василевским, была введена из второго эшелона 53-я армия для наступления через Кайлу на Фусинь.
16 августа соединения 25-й армии 1-го Дальневосточного фронта совместно с 10-м механизированным корпусом овладели г. Ванцин, прикрывавшим подступы к Гирину и северным районам Кореи. Одновременно часть сил армии совместно с морским десантом заняла военно-морскую базу Чхонджин (Сейсин) и вышли на коммуникации японской 3-й армии, отсекая войска 17-го фронта от 1-го фронта и от побережья Японского моря. Десант, высаженный Северной Тихоокеанской военной флотилией, занял порт Торо на Южном Сахалине.
В полосе 2-го Дальневосточного фронта десант Амурской военной флотилии совместно с частью сил 15-й армии овладел 17 августа г. Цзямусы. Части 56-го стрелкового корпуса прорвали оборону японцев на Сахалине и начали их преследование. На 1-м Дальневосточном фронте соединения 35-й армии вышли на железную дорогу Цзямусы — Тумынь в районе Боли. В результате они прочно обеспечили правый фланг главной группировки фронта, отрезав японскую 4-ю отдельную армию, отходившую перед войсками 2-го Дальневосточного фронта на юг, от муданьцзянской группировки. Одновременно 1-я Краснознаменная и 5-я армии после ожесточенных боев захватили крупный узел железных и шоссейных дорог, важный административно-политический центр Муданьцзян.
Таким образом, к исходу первой недели войны была полностью разгромлена японская 5-я армия и нанесен большой урон 3-й армии и другим войскам 1-го фронта. Попытка противника любой ценой не допустить выхода советских войск на ЦентральноМаньчжурскую равнину и к Северной Корее провалилась.
Генерал Ямада, окончательно потеряв управление разрозненными войсками и сознавая бессмысленность дальнейшего сопротивления, на рассвете 17 августа отдал приказ своим войскам: