Выполняя полученную директиву, германский посланник в Каунасе 5 октября явился к заместителю министра иностранных дел К. Бизаускасу, который сообщил, что Ю. Урбшис был в Москве проинформирован о том, что Германия претендует на полосу литовской территории на юго-западе страны, что произвело в Литве глубокое и мучительное впечатление. В ответ Э. Цехлин изложил поручение Берлина, подчеркнув, что германское правительство «не считает актуальным вопрос» об изменении германо-литовской границы. Бизаускас воспринял это заявление «с заметным облегчением и просил его передать имперскому правительству благодарность литовского правительства за это». Сообщая об этой беседе в Берлин, Цехлин отметил, что «после ставшего известным прохождения германо-советской границы здешние политические круги лелеют сильные надежды на получение от Германии территории с центром в Сувалки»[276]. В тот же день литовский посланник в Берлине сообщил германскому МИДу о советских требованиях к Литве и попытался выяснить возможную реакцию Германии. Однако в ответ германские дипломаты сослались на договоренность с Москвой, подтвердив неактуальность для Третьего рейха вопроса о границе с Литвой[277]. В тот же день в Москве Ф. фон дер Шуленбург передал В.М. Молотову новое германское предложение по вопросу о полосе литовской территории, который обещал доложить его советскому правительству. В итоге 8 октября германский посол и нарком иностранных дел СССР обменялись секретными письмами, в которых подтверждалось, что «упомянутая в протоколе и обозначенная на приложенной к нему карте литовская территория в случае ввода войск РККА в Литву не будет ими занята» и «за Германией остается право определить момент осуществления договоренности относительно перехода вышеупомянутой литовской территории Германии»[278].

В этой ситуации, обсудив советское предложение, литовское правительство решило продолжать переговоры с СССР, на которых следовало отказаться от размещения советских войск, но выразить готовность иметь тесное сотрудничество с Москвой в военной области. 7 октября в Москву прибыла литовская делегация в составе министра иностранных дел Ю. Урбшиса, заместителя председателя Совета министров К. Бизаускаса и командующего литовской армией генерала С. Раштикиса. В ходе начавшихся в 22 часа советско-литовских переговоров литовская делегация постаралась добиться согласия Москвы на обмен военными миссиями и трехкратное увеличение литовской армии, которая сама могла бы решать те задачи, которые предполагалось возложить на советские гарнизоны. Однако В.М. Молотов подчеркнул, что «для Советского Союза Литва важнее, чем латыши и эстонцы», поскольку она имеет протяженную границу с Германией, которая, «сжав зубы, согласилась отдать Литву в сферу влияния Советского Союза, однако настойчиво просила более чем 1/3 Литвы уступить Германии и, в конце концов, согласилась только на тот южный угол, о котором и шла речь еще в прошлый раз. Кроме того, Литве не следует забывать, что она получает Вильнюс и Вильнюсскую область». Литовские представители обратили внимание Молотова на то, что, по заявлениям германских дипломатов, проблема юго-западной территории не актуальна. В ходе второго раунда переговоров, начавшегося в 17.30 8 октября, выяснилось, что советская сторона настаивает на размещении войск, хотя готова сократить этот контингент до 20 тыс. человек. Когда стало ясно, что попытки литовской делегации уклониться от размещения советских гарнизонов не удались, Урбшис заявил, что «она не имеет полномочий принять предложение Советского Союза и обязана снестись с правительством». Перед литовским правительством встал вопрос: подписать требуемый СССР договор с размещением гарнизонов и получить Вильно и Виленскую область или не подписывать договор, не получить Вильно и вступить в конфликт с СССР[279].

Тем временем, начиная с 18 сентября, Литва зондировала позицию Англии и Франции по Виленскому вопросу, однако какого-либо однозначного ответа со стороны западных союзников получено так и не было[280]. Максимум чего удалось добиться литовскому посланнику в Англии, так это получить 10 октября в неофициальной беседе указание на то, что «может случиться так, что Британское правительство позже сделает заявление, что оно не признает никаких осуществленных или будущих изменений территории Польши», но если Москва принудит Каунас принять от нее территорию Виленского края, Лондон будет вынужден лишь констатировать происшедшее. Если же и будет сделан протест, то лишь для проформы[281]. В этой обстановке, обсудив ситуацию с прибывшими из Москвы К. Бизаускасом и С. Раштикисом и убедившись в невмешательстве Германии, которой было сообщено о советских требованиях[282], и пассивной позиции Англии и Франции, литовское руководство решило принять советское предложение.

После возвращения обоих членов литовской делегации в Москву 10 октября в 19.30 начался третий раунд советско-литовских переговоров, в ходе которого был еще раз обсужден проект единого договора, выработанный на базе двух советских и литовского проектов. В конце концов, в 2 часа ночи 11 октября был подписан датированный 10 октября «Договор о передаче Литовской республике города Вильно и Виленской области и о взаимопомощи между Советским Союзом и Литвой» сроком на 15 лет, предусматривавший ввод 20-тысячный контингента советских войск. Советские базы должны были разместиться в местах, которые будут определены по взаимному соглашению. Стороны взяли на себя обязательство не заключать каких-либо союзов и не участвовать в коалициях, направленных против другой стороны. Советский Союз брал на себя обязательство оказывать помощь литовской армии вооружением и военными материалами на льготных условиях. В договоре специально оговаривалось, что его выполнение не должно затрагивать суверенные права сторон, в частности их экономической системы и государственного устройства. Для проведения договора в жизнь создавалась Смешанная комиссия на паритетных началах. Договор был ратифицирован СССР 12 октября, Литвой – 14 октября и вступил в силу 16 октября после обмена ратификационными грамотами в Каунасе. Тем временем начавшиеся 8 октября советско-литовские экономические переговоры завершились подписанием 15 октября торгового соглашения на период с 1 ноября 1939 г. по 31 декабря 1940 г., которым был установлен двусторонний торговый оборот в 40 млн литов[283].