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會談中，史達林又出乎意料地提出一個"以前沒有提出過的建議"，這就是"戰利品"問題，其中包括部分日本企業的股份。這意味著蘇聯可能攫取中國東北相當一部分工業以及取得對東北工業永久性的控制權。
美國對史達林在戰利品問題上的漫天要價感到不滿。杜魯門建議中國政府拒絕蘇聯分享日本企業股份的要求，把戰利品的定義局限在物資上，戰利品的解釋必須符合美國在波茨坦會議上提出的傳統定義。正如哈里曼所說，如果蘇聯像在德國那樣來解釋"戰利品"，他們就可能"全部撤除滿洲的某些工業"。
為此，華盛頓電告哈里曼，要他"特別堅定"地反對蘇聯把日本在中國東北的工業設備作為戰利品搬到蘇聯去的企圖。而且，美國也反對在滿洲日本賠償問題上蘇聯單方面或中蘇雙邊的決定，而應由積極投入對日作戰的各國政府來共同達成有關協定。實際上，蘇軍還是利用了當時沒有澄清的法律條文，從中國東北拆走了大批工業設備。美國國務院公布的一份調查報告顯示，中國東北在蘇聯軍隊占領期間，估計"工業上的直接損失達八億五千八百萬美元"。如果計算工業設備的復置費用和品質的變壞損失額，"應為二十億美元"。
8月8日，蘇聯對日宣戰。莫洛托夫將這一決定通告了王世傑，並表示願意同中國共同爭取對日戰爭的勝利。8月9日，蘇聯150萬軍隊越過4000多公里的中蘇、中蒙邊界進入中國東北。王世傑和宋子文聯名致電蔣介石：由於蘇聯已經對日宣戰，形勢緊迫，中蘇簽訂條約之事不容過於遷延。
8月10日，日本宣布接受波茨坦公告，以致中方不得不考慮日本投降對中蘇關係可能產生的影響。如果不迅速達成一項協定，一旦蘇軍占領東北，史達林就會更加強硬。此時，美國已經放棄了在中蘇談判中的克制態度。哈里曼奉命向史達林通報了美國的立場，認為宋子文提出的方案符合雅爾達協定，希望蘇聯方面不要再強迫中方讓步。同時，杜魯門要求史達林不得強迫中國給予更多的租借地，尤其不要把大連劃入蘇聯軍事區。
由於美國對莫斯科的壓力，蘇方開始在大連和旅順問題上作出讓步。在8月10日的會談中，史達林同意取消蘇聯通過聯合委員會參與大連行政管理的要求，將大連市政權"全歸中國"，也同意放棄旅順口外島嶼的要求。表示不干涉新疆內政及尊重東北三省主權，並承諾蘇聯一切援助只能給國民黨政府。但在中東鐵路和南滿鐵路問題上，蘇方堅持兩鐵路局局長由蘇聯人擔任，董事長由中國人擔任。
會談中，雙方圍繞外蒙古邊界的劃分問題展開了激烈的爭論。蘇方既不肯接受中方提供的地圖，亦不願意對換文作任何關於疆界的聲明。宋子文擔心，如果不明確劃分外蒙古邊界，那麼將會涉及到新疆阿爾泰地區一部分領土的歸屬問題。這部分領土在1911年前屬於外蒙古，1924年蒙古人民共和國成立時該地區又劃歸新疆。1940年蘇聯出版的地圖卻把這一地區劃入外蒙古。1944年阿爾泰地區發生暴動，並且引發了邊界糾紛。因此，中方不能不考慮到，蘇聯有可能將這一地區視為外蒙古的一部分。於是，中方只好拿出1926年蘇聯出版的外蒙古地圖作證。
史達林在會談中曾推測過中方的意圖，他說：如果中國政府尋找藉口，以劃分邊界要求收回已作出承認外蒙古的要求，就應該"直截了當地和坦率地講清楚"。史達林堅持認為，外蒙古邊界十分清楚，25年來，外蒙古同新疆的邊界一直沒有發生糾紛，因而拒絕了宋子文提出的由中蘇聯合委員會堪定外蒙古邊界的提議。史達林還向中方施加壓力，重新提出關於立即承認外蒙古的要求。他甚至說，如果中國再糾纏外蒙古邊界問題，內蒙古的疆界將會消失於外蒙古，成為一個更大的蒙古共和國。史達林還警告宋子文：中國政府最好儘快同意達成一項協議，否則，中國共產黨就要進入滿洲了。
儘管雙方經過激烈的爭論，但在外蒙古的邊界問題以及旅順口、大連和中東鐵路的行政管理問題上仍未達成一致意見。據王世傑分析，史達林始終沒有拿出蘇方地圖，原因在於：一是蘇方預計其地圖既包括新疆一部分領土，中方可能不會接受；二是唐努烏梁海等地方，原屬外蒙古，現已成蘇聯的一個屬國。但王世傑認為，蘇方這種態度"似非蓄意與我為難，其欲藉此次締約，改進中、蘇關係之心，似屬相當誠摯。"
此時，蘇軍已經深入中國東北腹地，史達林在外蒙古問題上的態度變得十分強硬。8月11日，宋子文致電蔣介石，表示："恐再難強蘇方讓步"。但是，蔣介石一連兩次回電堅持在承認外蒙古獨立之前"堪定界線"，否則"外蒙問題之糾紛，仍不能解決"。蔣介石要求宋子文、王世傑"抱定此決心與態度"，即使停止談判，"亦所不恤"。宋子文、王世傑在商量之後認為，這個時候還談論堪界問題顯然已經不現實了，遂於8月12日致電蔣介石：中蘇條約必須締結，"倘再遷延，恐易引起意外變化"，對於外蒙古及其他未決事項，"可否授權權宜處置"。王世傑在電報中更是直截了當地說，如果中方要求先堪界，而後承認外蒙獨立，則"為故意延宕，蘇方決不能同意"。外蒙古問題談判毫無結果，王世傑感到"不勝惶恐"。他分析了其中的利害關係：此次締約，可以明中蘇之間關係，保證蘇軍撤退，限定蘇方在東北的權益，"凡此皆為今後統一及建國所必需，倘再停止談判，則形勢必立變，前途隱憂甚大"。8月13日，蔣介石回電宋子文、王世傑，准其"權宜處置"。
美國對史達林在戰利品問題上的漫天要價感到不滿。杜魯門建議中國政府拒絕蘇聯分享日本企業股份的要求，把戰利品的定義局限在物資上，戰利品的解釋必須符合美國在波茨坦會議上提出的傳統定義。正如哈里曼所說，如果蘇聯像在德國那樣來解釋"戰利品"，他們就可能"全部撤除滿洲的某些工業"。
為此，華盛頓電告哈里曼，要他"特別堅定"地反對蘇聯把日本在中國東北的工業設備作為戰利品搬到蘇聯去的企圖。而且，美國也反對在滿洲日本賠償問題上蘇聯單方面或中蘇雙邊的決定，而應由積極投入對日作戰的各國政府來共同達成有關協定。實際上，蘇軍還是利用了當時沒有澄清的法律條文，從中國東北拆走了大批工業設備。美國國務院公布的一份調查報告顯示，中國東北在蘇聯軍隊占領期間，估計"工業上的直接損失達八億五千八百萬美元"。如果計算工業設備的復置費用和品質的變壞損失額，"應為二十億美元"。
8月8日，蘇聯對日宣戰。莫洛托夫將這一決定通告了王世傑，並表示願意同中國共同爭取對日戰爭的勝利。8月9日，蘇聯150萬軍隊越過4000多公里的中蘇、中蒙邊界進入中國東北。王世傑和宋子文聯名致電蔣介石：由於蘇聯已經對日宣戰，形勢緊迫，中蘇簽訂條約之事不容過於遷延。
8月10日，日本宣布接受波茨坦公告，以致中方不得不考慮日本投降對中蘇關係可能產生的影響。如果不迅速達成一項協定，一旦蘇軍占領東北，史達林就會更加強硬。此時，美國已經放棄了在中蘇談判中的克制態度。哈里曼奉命向史達林通報了美國的立場，認為宋子文提出的方案符合雅爾達協定，希望蘇聯方面不要再強迫中方讓步。同時，杜魯門要求史達林不得強迫中國給予更多的租借地，尤其不要把大連劃入蘇聯軍事區。
由於美國對莫斯科的壓力，蘇方開始在大連和旅順問題上作出讓步。在8月10日的會談中，史達林同意取消蘇聯通過聯合委員會參與大連行政管理的要求，將大連市政權"全歸中國"，也同意放棄旅順口外島嶼的要求。表示不干涉新疆內政及尊重東北三省主權，並承諾蘇聯一切援助只能給國民黨政府。但在中東鐵路和南滿鐵路問題上，蘇方堅持兩鐵路局局長由蘇聯人擔任，董事長由中國人擔任。
會談中，雙方圍繞外蒙古邊界的劃分問題展開了激烈的爭論。蘇方既不肯接受中方提供的地圖，亦不願意對換文作任何關於疆界的聲明。宋子文擔心，如果不明確劃分外蒙古邊界，那麼將會涉及到新疆阿爾泰地區一部分領土的歸屬問題。這部分領土在1911年前屬於外蒙古，1924年蒙古人民共和國成立時該地區又劃歸新疆。1940年蘇聯出版的地圖卻把這一地區劃入外蒙古。1944年阿爾泰地區發生暴動，並且引發了邊界糾紛。因此，中方不能不考慮到，蘇聯有可能將這一地區視為外蒙古的一部分。於是，中方只好拿出1926年蘇聯出版的外蒙古地圖作證。
史達林在會談中曾推測過中方的意圖，他說：如果中國政府尋找藉口，以劃分邊界要求收回已作出承認外蒙古的要求，就應該"直截了當地和坦率地講清楚"。史達林堅持認為，外蒙古邊界十分清楚，25年來，外蒙古同新疆的邊界一直沒有發生糾紛，因而拒絕了宋子文提出的由中蘇聯合委員會堪定外蒙古邊界的提議。史達林還向中方施加壓力，重新提出關於立即承認外蒙古的要求。他甚至說，如果中國再糾纏外蒙古邊界問題，內蒙古的疆界將會消失於外蒙古，成為一個更大的蒙古共和國。史達林還警告宋子文：中國政府最好儘快同意達成一項協議，否則，中國共產黨就要進入滿洲了。
儘管雙方經過激烈的爭論，但在外蒙古的邊界問題以及旅順口、大連和中東鐵路的行政管理問題上仍未達成一致意見。據王世傑分析，史達林始終沒有拿出蘇方地圖，原因在於：一是蘇方預計其地圖既包括新疆一部分領土，中方可能不會接受；二是唐努烏梁海等地方，原屬外蒙古，現已成蘇聯的一個屬國。但王世傑認為，蘇方這種態度"似非蓄意與我為難，其欲藉此次締約，改進中、蘇關係之心，似屬相當誠摯。"
此時，蘇軍已經深入中國東北腹地，史達林在外蒙古問題上的態度變得十分強硬。8月11日，宋子文致電蔣介石，表示："恐再難強蘇方讓步"。但是，蔣介石一連兩次回電堅持在承認外蒙古獨立之前"堪定界線"，否則"外蒙問題之糾紛，仍不能解決"。蔣介石要求宋子文、王世傑"抱定此決心與態度"，即使停止談判，"亦所不恤"。宋子文、王世傑在商量之後認為，這個時候還談論堪界問題顯然已經不現實了，遂於8月12日致電蔣介石：中蘇條約必須締結，"倘再遷延，恐易引起意外變化"，對於外蒙古及其他未決事項，"可否授權權宜處置"。王世傑在電報中更是直截了當地說，如果中方要求先堪界，而後承認外蒙獨立，則"為故意延宕，蘇方決不能同意"。外蒙古問題談判毫無結果，王世傑感到"不勝惶恐"。他分析了其中的利害關係：此次締約，可以明中蘇之間關係，保證蘇軍撤退，限定蘇方在東北的權益，"凡此皆為今後統一及建國所必需，倘再停止談判，則形勢必立變，前途隱憂甚大"。8月13日，蔣介石回電宋子文、王世傑，准其"權宜處置"。