在莫斯科，克里姆林宮像所有其它國家的政府一樣，對德軍在波蘭的軍事入侵進展得如此神速，感到大吃一驚。九月五日，莫洛托夫以書面形式正式答覆納粹叫俄國從東方進攻波蘭的要求時還說，蘇聯將在「適當的時機」出兵，但「這一時機現在尚未到來」。他認為「操之過急」會有損蘇聯的「事業」，不過他鄭重提出，即使德國人先到了那裡，他們也必須嚴守德蘇條約秘密條款中一致同意的瓜分波蘭的「分界線」。由此可見，俄國對德國人是感到不放心的。同樣也可以看出，克里姆林宮以為德國還需要經過一段相當長的時間才能征服波蘭。
但是在九月八日午夜十二點敲過不久，德國的一個裝甲師到達了華沙週邊之後，里賓特洛甫給駐在莫斯科的舒倫堡發了一個「絕密」的「急」電，聲稱波蘭戰事「進展之神速甚至也出乎我們的預料」，因此德國希望知道「蘇聯政府的軍事意圖」。次日下午四點十分，莫洛托夫作了回答，他說，俄國將「在最近幾天之內」採取軍事行動。同一天，這位蘇聯外交人民委員在作出上述答覆之前就已經「為德軍進入華沙」正式向德國人致賀了。
九月十日，莫洛托夫和馮‧德‧舒倫堡大使碰到了一個大難題。這位外交人民委員首先告訴德國大使，蘇聯政府「完全沒有料到德國會如此迅速地取得軍事勝利」，因此蘇聯現在處於「為難的境地」。然後他就提出了克里姆林宮用什麼藉口侵入波蘭的問題。據舒倫堡打給柏林的「特急絕密」電來看，蘇聯準備用的藉口是：
「波蘭正在瓦解，因此，蘇聯有責任援救受到德國『威脅』的烏克蘭人和白俄羅斯人。（莫洛托夫說）為了使蘇聯在群眾面前師出有名，同時避免使蘇聯看來像個侵略者，這樣解釋一下是必要的。」
同時，莫洛托夫還抱怨說，據德意志通訊社最近的報導，馮‧勃勞希契將軍已宣佈「德國東部邊境上的軍事行動已經沒有必要」。莫洛托夫說，如果真是這樣，如果戰爭真已結束，那麼俄國「就不能再發動一場新的戰爭」。他對整個局勢感到非常不痛快。使得事情更加複雜的是，九月十四日，莫洛托夫把舒倫堡找到克里姆林宮來，通知他紅軍將在他們原先預計的時間之前出動，然後問他德國什麼時候可以攻陷華沙。為了師出有名，俄國人必須等到波蘭首都陷落之後才能出兵。
這位人民委員提出了一些令人難以答覆的問題。華沙將在什麼時候攻破？如果俄國出兵要把罪名歸在德國身上，德國人願意不願意？九月十五日晚，里賓特洛甫通過德國大使轉給莫洛托夫一份「特急絕密」電報，回答了這些問題。他說，德軍在「最近幾天之內」就可以佔領華沙。德國「歡迎蘇聯現在就採取軍事行動」。至於俄國打算找個藉口把罪名推在德國身上，那是「絕對不行的——這種做法違反德國的本意——不合當初在莫斯科締結的協定——而且會使兩國以互相敵對的面目出現在全世界面前」。最後，他要求蘇聯政府確定他們進攻波蘭的「日期和時間」。
第二天晚間蘇聯政府就確定了出兵日期，在繳獲的德國檔案中發現有舒倫堡的兩份電報，敘述作出決定的經過，淋漓盡致地說明了克里姆林宮的奸詐。
「我在下午六點會見了莫洛托夫（舒倫堡在九月十六日的電報中說），莫洛托夫宣佈，蘇聯即將進行軍事干涉——也許就在明後天。史達林正在同軍隊領導人開會——
莫洛托夫還說——蘇聯政府將提出以下的理由作為藉口：由於波蘭國家已經歸於瓦解而不復存在，因此，同波蘭締結的一切協定也歸於無效，第三國可能會利用目前出現的混亂局面。蘇聯政府認為，自己有責任進行干預以保護烏克蘭和白俄羅斯族同胞，使這些不幸的人民有可能在和平的環境中安居樂業。」
由於唯有德國可能是這裡提到的「第三國」，舒倫堡對這種說法表示反對。
「莫洛托夫承認，蘇聯政府提出的理由在德國人聽起來確實有點不入耳，但他要求我們體諒蘇聯政府的苦衷，不要在這點小事上斤斤計較。蘇聯政府實在找不到其它的理由，因為蘇聯以前從來沒有過問過住在波蘭的少數民族同胞的情況，目前的干涉行為對外說來總得要找一個理由。」
九月十七日下午五點二十分，舒倫堡又給柏林發了一個「特急絕密」電。
「史達林於兩點接見了我——他告訴我說，紅軍將於六點鐘越過蘇聯邊界——蘇聯飛機將自今天起轟炸利沃夫（倫堡）以東地區。」
當舒倫堡對蘇聯公報中的三點提出異議之後，那位俄國獨裁者「立即欣然」做了修改。
於是在九月十七日早晨，蘇聯就開始蹂躪這個已經被打倒的國家了，理由就是上面那個站不住腳的藉口——由於波蘭已經不復存在，因而波蘇互不侵犯條約也就不再有效，蘇聯必須保護它自己的利益以及波蘭境內烏克蘭和白俄羅斯少數民族同胞的利益。這還不算，蘇聯政府還通知莫斯科的波蘭大使，俄國將在波蘭衝突中嚴守中立！第二天，九月十八日，蘇聯軍隊和德國人在布列斯特一立托夫斯克會師了。正好是二十一年以前，誕生不久的布爾什維克政府曾在這裡背棄了俄國和西方協約國的同盟關係，屈辱地接受了德軍極為苛刻的單獨媾和條件。
現在他們雖然和納粹德國狼狽為奸，從地圖上抹掉了波蘭這個古老的國家，但是俄國人馬上就對他們的新夥伴產生了懷疑。史達林在蘇聯發動侵略的前夕接見德國大使時就已經表示，他懷疑德國最高統帥部是否會恪守莫斯科協定而退回到雙方一致同意的分界線上去。舒倫堡將這件事如實地報告了柏林。這位大使極力向他保證，要他放心，但是顯然沒有多大效果。「有鑒於史達林的多疑是盡人皆知的，」舒倫堡在給柏林的電報中說，「最好能授權給我再發表一個足以消除他最後疑慮的聲明。」第二天，九月十九日，里賓特洛甫電告那位大使，讓他「告訴史達林，德國一定遵守我在莫斯科簽定的協議，我們把這個協定看做是德蘇兩國新的友好關係的基石」。
雖然如此，這兩位同床異夢的夥伴之間的摩擦並未停止。九月十七日，這兩個夥伴在擬定一份聯合公報為德蘇共同消滅波蘭的行為「洗刷」時，在措辭上又發生了分歧。史達林反對德國人的底稿，因為，『它把事情說得過於坦率了」。於是他提出了自己的一份不愧是詭辯傑作的草稿，硬要德國人接受。這份公報聲稱，德國和俄國的共同目標是「恢復由於波蘭國家的崩潰而受到破壞的和平與秩序，協助波蘭人民為他們的政治生活造成新的條件」。在寡廉鮮恥方面，希特勒碰著史達林可以說是棋逢對手了。
這兩個獨裁者似乎一度打算以拿破崙的華沙大公國為藍本，保留一個殘存的波蘭國家，以緩和世界輿論，但是九月十九日莫洛托夫透露，布爾什維克對於這個問題正在重新考慮。他先對舒倫堡提出憤怒的抗議，指責德軍將領無視莫斯科協定，企圖攫取應歸俄國所有的土地，接著就言歸正傳。
「莫洛托夫暗示（舒倫堡在給柏林的電報中說），蘇聯政府和史達林本人已經放棄了原先允許一個殘存的波蘭存在的意圖，現在想以皮薩河一那累夫河一維斯杜拉河一散河為界分割波蘭。蘇聯政府希望立刻就這一問題進行談判。」
由此可見，首先提出完全瓜分波蘭，不許波蘭人成為一個獨立民族存在的，是俄國人，德國人當然求之不得。九月二十三日，里賓特洛甫電告舒倫堡，叫他通知莫洛托夫，「俄國方面關於以著名的四河為界的主張同德國政府的看法完全一致」。他表示願意再度飛往莫斯科討論與此有關的細節問題，並確定「波蘭地區的最後結構」。
這一次史達林親自主持談判。他的德國盟友總算領教了他在這次討價還價的談判中是多麼不講情誼、寡廉鮮恥、不擇手段，這一點，他的英、美盟友以後也會領教到。這位蘇聯獨裁者於九月二十五日晚間八點在克里姆林宮召見了舒倫堡，這位大使回去以後，當夜就打電報給柏林，就某些嚴酷的現實問題提出警告，並且指出德國可能偷雞不著蝕把米。
「史達林聲稱——他認為留下一個獨立的殘存波蘭國家是錯誤的。他建議，從分界線以東的領土上，把一直延伸到布格河為止的整個華沙省劃歸我們所有。作為交換，我們應該放棄對立陶宛的要求。
史達林——還說，如果我們同意，蘇聯將立刻依據八月二十三日的（秘密）議定書著手解決波羅的海各國的問題，並且表示希望德國政府在這一方面給予慷慨的支持。史達林特別指明了愛沙尼亞、拉脫維亞和立陶宛，不過沒有提到芬蘭。」
這是一樁狡猾而又狠毒的買賣。史達林準備用已經被德國攻佔的兩個波蘭省份交換波羅的海各國，他已經幫了希特勒一個大忙，使後者有了進攻波蘭的條件，現在他要利用這一點，鑽空子盡可能多撈一把。此外，他這樣建議也是要求德國人把所有的波蘭人全接過手去。他作為一個俄國人，從幾百年的歷史教訓中深深知道：波蘭人喪失了獨立之後是絕不會善罷甘休的。讓德國人為他們傷腦筋去吧！俄國人才不管呢，而另一方面，他卻可以取得第一