В тот же день начались переговоры – с советской стороны в них участвовали И. Сталин и председатель Совета народных комиссаров В. Молотов; Риббентроп передал им послание от Гитлера‚ в котором было сказано‚ что "отныне все проблемы Восточной Европы являются делом Германии и России". В ходе переговоров Сталин потребовал‚ чтобы Советскому Союзу предоставили военно-морские базы в Лиепае и Вентспилсе‚ латвийских портах на Балтийском море; Риббентроп отправил Гитлеру телеграмму – "Срочно! Вне очереди!", чтобы получить на это разрешение; фюрер посмотрел на карту и сразу же сообщил: "Да‚ согласен".
Из воспоминаний сотрудника немецкого посольства в Москве: "Несколько раз я должен был запрашивать согласие Гитлера на изменения в тексте договора‚ в первую очередь – на небольшие перемещения границ. Удивляла стремительность‚ с какой Гитлер давал свое согласие‚ чтобы как можно скорее заручиться договором".
Переговоры шли успешно и не заняли много времени; в ночь на 24 августа Молотов и Риббентроп подписали Договор о ненападении между Германией и Советским Союзом сроком на десять лет. В нем было сказано среди прочего‚ что договаривающиеся стороны "обязуются воздерживаться от всякого насилия‚ от всякого агрессивного действия и всякого нападения в отношении друг друга" и не будут "участвовать в какой-либо группировке держав‚ которая прямо или косвенно направлена против другой стороны". Молотов и Риббентроп утвердили также дополнительный секретный протокол о границе "сфер интересов" в Восточной Европе: Польшу предполагали разделить между СССР и Германией "приблизительно по линии рек Нарев‚ Висла и Сан"; Финляндия‚ Эстония‚ Латвия и Бессарабия входили в сферу советских интересов‚ Литва попадала в сферу интересов Германии. После подписания договора Сталин произнес тост в честь Гитлера: "Я знаю‚ как сильно немецкий народ любит своего вождя, и поэтому мне хочется выпить за его здоровье!"
Риббентроп был восхищен оказанным ему приемом: "Я чувствовал себя в Кремле как среди старых партийных товарищей". На другой день после подписания договора в берлинской газете с восторгом сообщили: "Восемьдесят миллионов немцев и сто восемьдесят миллионов русских! Их союз создаст блок‚ представляющий собой величайшую военную и индустриальную силу в мире‚ империю‚ раскинувшуюся на величайших жизненных пространствах Европы и Азии..." Многие деятели нацистской партии в Германии оказались застигнутыми врасплох и протестовали против "сговора с иудо-масонскими нелюдьми", однако Гитлер был чрезвычайно доволен результатами московских переговоров: теперь он не опасался войны на два фронта‚ и ничто не мешало Германии начать военные действия.