1945年8月8日，苏联宣布对日作战。8月9日，百万苏联红军在东北抗日联军配合下，向日本关东军发动总攻。10日，朱德总司令命令各解放区部队向附近各城镇，交通要道之日军及其指挥机关发出通牒，限期投降，并命令驻冀热辽边区所部八路军即向辽宁、吉林进发。8月中、下旬，第14、15、16三个军分区的部队从东、中、西三路北出长城各口，迅速挺进东北。东路由16军分区司令员曾克林率领的第12、18两个团，加上朝鲜支队，临抚昌支队，教导队共4000余人，于8月25日从抚宁出发，首先扫清了山海关外围的部分日、伪守军。为争取时间，未攻打山海关，而从山海关以北越过长城向东北挺进。8月28日越过九门口，并解除了前所车站400名伪军武装，30日与苏军一炮兵分队(60～70人)在前所汇合。

正当解放区军民向日伪占领地区展开大规模战略反攻之际，蒋介石发布命令，要国民党军向大、中城市和交通要道“积极推进，勿稍松懈”，要伪军“负责维护地方治安”，要八路军“原地驻防待命”。并命令日军维持占领区秩序，等待国民党部队到来时受降。但蒋介石的这道命令，八路军总部是不能接受的。

为给关内各解放区打开进军东北的通道，曾克林司令员决定：拔除盘踞在山海关的1000多名日伪军，解放山海关。并与苏军共同研究了作战计划，由八路军担任主攻，苏军配合。攻打山海关之前，给驻守日军发出通牒，敦促投降。山海关日军接到通牒后，派一名上校出城与中苏代表谈判。日方借口奉蒋介石命令，武器要交给国民党军，又以山海关不归“满洲国”管辖为由拒绝投降。

既然日军拒不投降，我军决定强攻山海关。具体部署是，由团长周家美指挥的第18团以东罗城为突破口，夺取“天下第一关”城楼，由团长杨树元指挥的第12团以一部控制火车站，主力向城南进攻；军分区直属队作为预备队。部署完毕后，为争取日军投降，决定下一次最后通牒，但又被拒绝。

8月30日下午5点，中苏部队发出攻城命令，各部迅速展开，冲向山海关城垣。在苏方炮火掩护下，八路军战士搭起软梯，奋勇登上城墙，攻击城门。因日军主力已趁谈判之机向秦皇岛逃跑，余下的百余名日军已丧失战斗力，且战且退。伪军见日军溃逃，纷纷缴械投降，中苏攻城部队迅速控制了这座军事重镇，并连夜搜索残敌，打扫战场。新华社发布电讯：“华北军事要冲山海关，已于8月30日为我军光复。”山海关解放后，临抚昌联合县支队及地委、专署负责人随即到达，立即展开全面接管工作，社会秩序迅速恢复。

山海关的解放，有着重要的战略意义。首先，共产党八路军控制了东北大门，控制了铁路交通线，为进军东北赢得了时间；其次，由于冀热辽部队迅速进入沈阳，扩大了共产党在东北的影响，并迅速扩充了部队；第三，中共中央“向南防御，向北发展”的战略方针得以顺利实施，以彭真为书记的20名中央委员，2万名干部，10万军队开赴东北。