По свидетельству ближайшего окружения фюрера, Гитлер, ожидая ответа, был на грани коллапса. Он не мог заснуть. Ответ Сталина пришел 21 августа в половине десятого вечера. «Народы наших стран нуждаются в мирных отношениях друг с другом. Согласие германского правительства на заключение пакта о ненападении закладывает основания для ликвидации политической напряженности и установления мира и сотрудничества между нашими двумя странами. Советское правительство поручило мне информировать вас, что оно согласно с прибытием господина фон Риббентропа в Москву 23 августа». Шпеер вспоминает, что, прочитав текст, Гитлер «на мгновение застыл, вперившись в пространство, побагровел и грохнул кулаком по столу, так, что задребезжали стаканы, и воскликнул прерывающимся голосом: «Они у меня в руках! Они у меня в руках!» Секунду спустя он уже вполне овладел собой. Никто не осмеливался ни о чем спросить, трапеза продолжалась».
Вечером следующего дня берлинское радио прервало музыкальную программу неожиданным для всего мира объявлением: «Правительство рейха и Советское правительство согласились заключить между собой пакт о ненападении. Рейхсминистр иностранных дел прибывает в Москву в среду, 23 августа, для завершения переговоров».
Гитлер без колебаний подписал документы, дававшие Риббентропу неограниченные полномочия. Любое делегирование полномочий было приемлемо ради нейтралитета Советского Союза.
Риббентроп 22 августа вылетел в Кенигсберг, провел всю ночь в звонках в Берлин и Берхтесгаден; 23 августа, в полдень, два больших германских «Кондора» приземлились в Москве. Короткий ланч в посольстве, и кортеж машин въехал в Кремль. Уже через час после прибытия Риббентропа в Москву он был встречен Сталиным в Кремле. Первая встреча Сталина и Риббентропа длилась три часа. Ее итоги, как немедленно телеграфировал министр Гитлеру, были «благоприятными». Главные документы — договор о ненападении и секретный протокол — подписаны во время второй встречи, вечером того же дня. Сталин обратил внимание лишь на излишне цветистую, вставленную Риббентропом в преамбулу договора, фразу о дружбе. Он сказал, что шесть лет взаимных поношений не позволяют публиковать такие слова.
Помощники готовили текст, а Сталин и Риббентроп согласились в низкой оценке Британии, а рейхсминистр заверил в сугубо антизападной направленности Антикоминтерновского пакта и позволил себе шутку: «Сталин еще примкнет к Антикоминтерновскому пакту». Сталин предложил тост за здоровье фюрера.
Соглашение между СССР и Германией состояло из двух частей — собственно договора о ненападении и секретного дополнительного протокола. В договоре говорилось, что в случае нападения на одну из сторон третьей стороны вторая «не окажет этой третьей стороне никакой помощи». Ни СССР, ни Германия «не присоединятся ни к какой группе держав, которые прямо или косвенно направлены против второй стороны».
В секретном протоколе говорилось: «1. В случае территориальных и политических трансформаций на территориях, принадлежащих балтийским государствам (Финляндия, Эстония, Латвия, Литва), северная граница Литвы будет представлять собой границу сфер интересов Германии и СССР. 2. В случае территориальной и политической трансформации территорий, принадлежащих польскому государству, сферы интересов Германии и СССР должны пролегать примерно по линии рек Нарев, Висла и Сан. Вопрос о заинтересованности обеих сторон в сохранении независимого польского государства и о границах этого государства может быть окончательно определен только в ходе дальнейших политических процессов. В любом случае оба правительства разрешат этот вопрос в духе дружеского взаимопонимания». Советский Союз также выразил заинтересованность в Бесарабии, захваченной Румынией в 1918 году, а Германия объявила о своей незаинтересованности в этой территории.
Итак, в секретном протоколе Польша была поделена на советскую и германскую зоны влияния по рекам Нарев, Висла, Сан. Немцы претендовали на влияние в Литве, включая Вильнюс (бывший тогда в составе Польши). СССР вводил в сферу своего влияния Финляндию, Эстонию и часть Латвии (по северную часть Двины). Сталин стал претендовать на всю Латвию целиком. Риббентроп позвонил Гитлеру, и тот, бросив взгляд на карту, согласился. По оценке Буллока, «Сталин вернул аннексированные Польшей в 1920 году области Белоруссии и Украины, солидную часть исконных земель Польши; добавив к этому три из четырех балтийских государств, утраченных в 1917 году (так оказалась устраненной причинявшая ему массу беспокойства угроза Ленинграду) и Бесарабию, отошедшую к Румынии в 1918 году».