蘇愛、蘇拉條約簽訂後，就剩下立陶宛了。按照蘇德秘密協定，立陶宛本屬德國的勢力範圍。9月28日，蘇德友好和邊界條約又將它劃入了蘇聯勢力範圍。30日，莫洛托夫召見立陶宛駐莫斯科公使納特基亞維丘斯，要求就兩國關係進行談判。10月3日，立陶宛外交部長烏爾布什斯到達莫斯科。斯大林提出，把維爾諾市及維爾諾省的部分地區歸還給立陶宛，同時以蘇愛、蘇拉條約為藍本，簽訂一個互助條約，條約有效期20年，戰時蘇聯駐軍5萬人。烏爾布什斯指出，蘇聯方面提出的條約草案，實際上是對立陶宛的佔領。斯大林指出：“蘇聯無意威脅立陶宛的獨立，相反，駐軍是對立陶宛的真正保障。”莫洛托夫威脅說：“愛沙尼亞已簽署了類似的條約，拉脫維亞也表示同意，如果立陶宛拒絕，將破壞即將建成的防禦體系。”在蘇聯的壓力下，烏爾布什斯作出讓步，但要蘇聯駐軍人數縮減到2萬人，並只駐紮在維爾諾地區內。斯大林當即拒絕了這一要求，提出蘇聯駐軍人數不能少於3�5萬人。
3。東方戰線（2）
10月4日晨，立陶宛代表團返回考納斯，10月7日重返莫斯科。立陶宛就蘇軍進駐時機等問題提出了新建議，但蘇方對此不感興趣，並利用維爾諾問題對立陶宛人施加壓力。莫洛托夫威脅說：“蘇聯政府不可能使維爾諾人民長期保持安定而不關注他們的要求。立陶宛人如不接受互助條約，就不能得到維爾諾。”《真理報》也不斷髮出資訊，聲稱要把這個城市劃歸西白俄羅斯。白俄羅斯高階領導人則頻頻飛往維爾諾，以圖“接受”產業和建立蘇維埃制度。10月10日，立陶宛代表團接受了莫洛托夫的修訂案，簽訂了《關於維爾諾市和維爾諾省移交給立陶宛及關於蘇聯和立陶宛互助的條約》。條約內容與蘇愛、蘇拉條約相同，蘇聯駐軍可達2萬人。
波羅的海三國對蘇聯恩威並施，逼迫他們簽訂互助條約的行徑敢怒而不敢言。他們對斯大林領導集團缺乏信任，對波羅的海三國未來的前途憂心忡忡。蒙捷爾斯表白說：“這意味著拉脫維亞歷史上的轉折點。”烏爾布什斯則指出：“立陶宛是懷著十分沉重的心情簽訂條約的。”愛沙尼亞的謝利捷爾在簽約的同時即提交了辭呈。
蘇聯政府在互助條約簽訂後的一段時間裡，由於西歐戰事的發展尚不明朗，採取了謹慎的觀望政策。蘇聯的考慮是，英法與波羅的海三國有著良好的關係，一旦英法取勝，蘇聯與德國勢力範圍的劃分協議將沒有價值。蘇聯如根據蘇德協議對波羅的海採取行動，英法將視其為敵對性行動而出兵干涉；而蘇聯在波羅的海的政策只具區域性，需要服從全域性的需要。為此，蘇聯政府嚴令軍政領導人不要干涉波羅的海國家的內政。1939年10月14日，莫洛托夫致電駐維爾紐斯全權代表：“必須禁止同左翼團體的一切來往，只能和政府、官方團體保持聯絡。”10月21日，波茲尼亞科夫更加尖銳地指出、“你們——全權代表處的所有工作人員，包括武官，在立陶宛應無條件禁止干涉兩黨事務。”10月23日，莫洛托夫向駐塔林的全權代表尼肯金娜也發出了同樣的指示：“你們應當明白，不能出現干涉愛沙尼亞內部事務的任何舉動。”10月25日，國防人民委員部就紅軍進駐問題釋出命令，要求全體官員“在任何情況下都不干涉三國內政”，稱“關於波羅的海國家中蘇維埃的議論與我們的政策是根本矛盾的，毫無疑問，這是一種挑釁言論……如果軍人中存在這種蘇維埃的情緒和言論，就應當徹底清除，今後必須毫不留情地予以制止”。
由於蘇聯嚴格遵守互助條約所承諾的義務和採取了不干涉內政的政策，波羅的海三國在簽訂互助條約之初的那種恐懼的心理日益消失，對蘇聯政府的信任感也不斷增強，雙方的關係趨於和緩。
第二階段：正式兼併階段（1940年5月—8月）。1940年5月10日，德軍入侵荷蘭、比利時、盧森堡和法國。10日，盧森堡不戰而降。15日，荷軍投降。28日，比軍投降。英、法軍隊連連受挫，在敦刻爾克面臨絕境。斯大林見德軍順利西進，英法兩國也自身難保，出於自身安全的需要，開始改變過去信守互助條約的政策，轉而準備吞併波羅的海。
5月25日，蘇聯方面挑起事端，聲稱“在立陶宛政府機關的庇護下”，出現了紅軍戰士失蹤的事件。照會立陶宛政府立即停止挑釁，否則，蘇聯政府將採取特別措施。立陶宛政府為了止息蘇聯的憤怒，次日答覆要“立即進行詳細調查”。28日調查委員會成立。但是，蘇聯政府醉翁之意不在酒，繼續促使衝突升級，堅決拒