從7月31日起莫斯科舉行第三階段談判。日方全權(quán)代表是外相重光和松本俊一，蘇方是外交部長謝皮洛夫。談判中雙方對領(lǐng)土問題的意見仍對立，無法取得一致意見。重光一度想要基本上按前蘇聯(lián)方案進(jìn)行妥協(xié)，但日本政府不同意。

8月15日，重光以參加蘇伊士運(yùn)河問題國際會(huì)議為理由離開莫斯科。蘇方也以9月份領(lǐng)導(dǎo)人休假為理由中斷了第三階段談判。

9月11日，鳩山向前蘇聯(lián)部長會(huì)議主席布爾加寧建議繼續(xù)談判領(lǐng)土問題，若實(shí)在解決不了把它暫時(shí)擱置起來，先解決恢復(fù)外交關(guān)系、歸還被扣留的日本人、漁業(yè)條約的生效、加入聯(lián)合國等問題。蘇方表示同意。

于是鳩山首相于10月7日去莫斯科和布爾加寧舉行第四階段談判。會(huì)談中商定暫時(shí)將領(lǐng)土問題作為懸案予以擱置，先結(jié)束戰(zhàn)爭狀態(tài)。10月19日簽署了《日蘇聯(lián)合宣言》。聯(lián)合宣言規(guī)定：結(jié)束兩國戰(zhàn)爭狀態(tài)，恢復(fù)外交關(guān)系，蘇答應(yīng)遣返戰(zhàn)俘和清查失蹤的日本人；雙方相互放棄由于戰(zhàn)爭的結(jié)果而提出的所有要求。

宣布日蘇漁業(yè)條約及海難救助協(xié)定生效，就締結(jié)和約繼續(xù)談判，蘇同意在和約訂立后將齒舞、色丹移交日本。根據(jù)聯(lián)合宣言日蘇恢復(fù)了邦交，同年12月目本加入聯(lián)合國。但由于北方四島問題未解決，日蘇和約至今仍未簽訂。