1945年，濒临绝境的日本帝国主义，仍然企图进行垂死挣扎。德国投降后，日本政府声明：欧洲战局的急剧变化，对日本的战争目的不会发生丝毫影响。决定集中主要战斗力量，进行“本土决战”。
7月中旬，美英苏三国首脑在波茨坦举行会议。7月26日，会议以中美英三国共同宣言的形式发表了敦促日本投降的《波茨坦公告》，遭到日本拒绝。为加速日本法西斯投降，美国于8月6日在日本广岛投下了第一颗原子弹。8月9日正当日本召开最高级战争指导会议，讨论停战问题时，美国又在长崎投下第二颗原子弹。原子弹的强大杀伤力对日本当局具有一定的威慑作用，是促使日本向同盟国投降的重要因素之一。8月8日，苏联政府对日宣战，出动150万大军，兵分四路，从中国东北的东部、北部、西部和朝鲜北部，同时向日本军队发动大规模进攻。苏军迅速攻占长春、沈阳、哈尔滨，共击毙日军8万余人，迫使日军59万人缴械投降，对加速日本帝国主义的灭亡起到了重要的作用。
8月9日，中共中央主席毛泽东发表《对日寇的最后一战》的声明，号召全国一切抗日力量举行全国规模的反攻，密切而有效地配合苏联及其他同盟国作战。命令八路军、新四军及其他人民军队，在一切可能条件下，对于一切不愿投降的侵略者实行广泛的进攻，猛烈地扩大解放区，缩小沦陷区，为争取抗日战争的最后胜利而斗争。10日、11日，朱德总司令向全国各抗日根据地武装部队发布一至七号命令，命令人民军队分别向敌占城市及交通要道进军，接受日军投降，如遇敌军抵抗，立即予以坚决消灭。
但是，蒋介石集团在美国支持下，企图抢占抗战胜利果实。11日，蒋介石连续发布三道命令：一是命令日伪军“切实维持地方治安”；二是命令人民抗日武装“就地驻防待命”，不得“擅自行动”；三是命令国民政府军“积极推进”，“勿稍松懈”。第二天，美国远东盟军总司令麦克阿瑟对日本政府和中国战区的日军下令，只能向中国国民政府及其军队投降，不得向中国人民的武装力量缴械。13日，朱德总司令致电蒋介石，明确表示：“你给我们的这个命令，不但不公道，而且违背中华民族的民族利益，仅仅有利于日本侵略者和背叛祖国的汉奸们。”我们“坚决的拒绝这个命令”。
各根据地的抗日部队，根据延安总部的命令，展开了强大的反攻。冀热辽部队向平绥路东段、平汉路北段、津浦路北段反攻，解放了察哈尔，包围了北平、天津、保定。晋绥部队向同蒲路北段、平绥路西段进攻，解放了绥远、山西的广大国土。晋冀鲁豫部队向平汉路中段、陇海路中段进军，收复了黄河沿岸的广大国土。山东部队向津浦路中段、胶济路中段进军，解放了山东108个县中的100个县。华东部队向沪宁、沪杭甬、浙赣等路及津浦路南段、陇海路东段进攻。华南抗日游击纵队向广九、潮汕两路进攻，也都取得了不少胜利。各路大军从8月11日至10月10日两个月中，经过激烈的战斗，共毙伤俘虏日伪军23万人，收复城市197座，光复国土31.52万平方华里，解放人口1871.7万人，取得了辉煌的胜利。
在中、苏、美军队的共同打击下，日本政府于8月10日宣告接受《波茨坦公告》，但由于主战派的反对，延迟到14日才作出最后决定。15日，日本天皇向全国广播了《停战诏书》，宣布日本无条件投降。9月2日，日本投降的签字仪式在停泊于东京湾的美国军舰“密苏里”号举行。日本外相重光葵代表天皇和日本政府，参谋总长梅津美治郎代表大本营在投降书上签字。麦克阿瑟以盟军最高司令官的身份签字，各盟国代表也签字，接受日本投降。这标志着日本军国主义的彻底失败和世界反法西斯战争的最后胜利。中国战区的受降仪式于9月9日在南京举行。日本派遣军司令官冈村宁次，向中国战区最高统帅蒋介石的特派代表、中国陆军总司令何应钦缴出佩刀，以示侵华日军正式向中国缴械投降，并签署了投降书。至此，中国人民长达14年之久的抗日民族解放战争胜利结束。
此后，国民政府军分别在越南河内，中国广州、上海、北平、济南、太原、台湾等地，接受128万日军投降。10月25日，中国受降官、台湾省行政长官兼警备总司令陈仪，在台北公会堂（现更名中山堂）主持受降仪式。台湾总督兼日军第十方面军司令官安藤利吉率部缴械投降，并代表日本政府在投降书上签字。这宣告了日本侵略者在台湾50年殖民统治的正式结束，宝岛台湾重新回到祖国的怀抱。
中国的抗日战争取得了辉煌的战果。共产党领导的敌后战场对敌作战125165次，歼灭日伪军171万多人，缴获各种火炮1952门、各种枪支68万多支。国民党正面战场，据何应钦的报告，共进行会战20余次，重要战斗900多次，小战斗和游击战斗36400余次，毙伤敌军228万多人。日本战败后，在中国战区接受128.3万日军投降。中国人民为夺取抗日战争的胜利，作出了重大民族牺牲，军民伤亡3500多万人，直接和间接经济损失共计6000亿美元。
中国的抗日战争是世界反法西斯战争的重要组成部分，对日本帝国主义的彻底覆灭起到了决定性的作用，为赢得世界反法西斯战争的胜利和促进人类文明进步事业，作出了彪炳千古的历史贡献。中国的持久抗战，抗击和牵制了日本的大部分兵力，迫使其“北进”计划不能付诸实施，从而使苏联避免了东西两线同时作战的危险；同时也削弱了其“南进”的实力，从而减轻了英美盟军在太平洋和东南亚战场上的压力。
伟大的抗日战争，是中国人民近百年来反对外国侵略者的斗争中第一次取得完全胜利的民族解放战争，它雪洗了鸦片战争以来的民族耻辱，成为中华民族由衰败到重新振兴的转折点，它为争取新民主主义革命在全国的胜利奠定了基础，创造了殖民地半殖民地弱国战胜帝国主义强国的奇迹，对于推动被压迫民族和人民争取国家独立和民族解放的斗争，具有深远的影响。
