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2月8日下午3时，斯大林和罗斯福秘密讨论出兵远东的问题。
斯大林：“听说在苏联出兵对日作战问题上，美国国内高层军政首脑意见不大一致。”
罗斯福：“是这样。美国太平洋陆军统帅麦克阿瑟将军，坚决反对拉苏联参加东方对日作战。他认为日本战败已成定局，美国完全可以依靠自己的力量打垮日本。这样整个东方的战后问题就简单多了：美国可以独吞亚洲对日作战的全部胜利果实。作为最高统帅我已否决了麦克阿瑟的主张。麦克阿瑟不懂政治。据美国最高军事机构参谋长联席会议估算，如果直接进攻日本本土，美军将付出近百万人的伤亡。美国政治和人民都不允许在将要取得战争胜利的阶段牺牲这么多的美国子弟。所以，非得苏联参加对日作战不可。”
斯大林：“早在1943年德黑兰会议上，我就对总统阁下和丘吉尔先生说过‘一旦德国垮台就有可能把必要的支援部队调到西伯利亚。然后，我们就能联合起来打击日本’。现在，德国法西斯正在全面大溃退，离垮台日子很近了。倒是应该把苏联对日作战提到日程上来。”
罗斯福：“应该在这次会议上对此作出决定。”
斯大林：“总统先生，我想讨论苏联对日作战的政治条件。去年我已就这个问题同哈里曼大使谈过。”
罗斯福：“是的，我已收到这个谈话的报告。”
斯大林：“在德黑兰会议上，我提出过苏联出兵打击日本，应该是有条件的。比如，大连不能成为国际港口，苏联需要旅顺港周围的海军基地，还有外蒙古保持现状等等。这些条件都是至关重要的政治条件，也可以说是俄国参加对日作战的前提条件。”
罗斯福：“我们很理解你们的要求。当年沙皇修建西伯利亚铁路时，一位英国人曾说过：在亚洲获得一个不冻港作为铁路的终点站，可能是俄国的合理的愿望……德黑兰会议期间，丘吉尔先生也说了同样的话：‘像俄国这样一个巨大的陆地应当有一个不冻港。’我认为，自由港的主张可以适用于远东地区，大连就有这种可能性。”
斯大林：“总统以为应该如何解决这个问题？”
罗斯福：“虽然尚未同中国蒋委员长讨论此事，但可以有两种方式：一是由苏联向中国租借。二是使该港成为国际自由港。我倾向第一种方式。”
斯大林：“总统先生，还有一个涉及俄国使用满洲铁路的问题。您知道，沙皇曾使用从满洲里到哈尔滨，再从那里到大连及旅顺港的铁路线，以及从哈尔滨向东到尼科尔斯克——乌苏里斯克（双城子）的铁路线，它在那里同哈巴罗夫斯克到符拉迪沃斯托克的铁路线连接。”
罗斯福：“关于铁路问题，我还没同蒋介石委员长商谈。不过我想有两种办法可以解决这个问题。一是，通过租借，由苏联直接管理。二是，置于一个中国人和俄国人组成的委员会管理之下。”
斯大林：“总统先生，我不得不坦率地说，如果我说的这些条件不能得到满足，我和莫洛托夫就难于向苏联人民解释，为什么俄国要同一个与它没有重大纠纷的国家作战。如果这些政治条件得到满足，我们就会很容易地把这项涉及国家利益的决定向最高苏维埃和俄国人民解释。”
罗斯福：“我觉得同中国人讲话很困难。你同他们讲的任何事情24小时内全世界都会知道。”
斯大林轻蔑地说：“我想现在还没必要同中国人去讲，只需我们三国签署即可。如果在这次会议上，总统阁下和丘吉尔首相都能同意苏联提出的条件，我们将立即考虑出兵远东问题。”
罗斯福：“我想这是没有异议的，阁下请放心。日本现在还有陆军400多万人，海军120万人，6艘战列舰、4艘航空母舰等70多艘战舰，飞机3000架；美军在太平洋和东南亚有160多万，英军有60多万，6000架飞机，军舰600多艘。如果这样打下去的话，我的将军们告诉我，我们大约还要损失100多万人。这个代价对于我们来说是太大了，而且至少还要打3年。所以，希望苏联尽早出兵远东。”
斯大林点了点头：“我们不会食言，可以订出一个出兵的时间表。我看打败了德国，再有3个月的准备，苏联红军就可以出兵远东，打日本关东军一个措手不及。”
罗斯福很高兴：“我想我们这个协定，可以再请丘吉尔首相签字。”
斯大林：“当然可以。”
罗斯福：“关于苏联在远东的利益，美国政府会充分考虑的。至于欧洲，战后美国军队也不可能停留太长的时间。”
斯大林：“会停留多长时间？”
“大约两年时间。”
其实，罗斯福哪里知道，斯大林早在这次会议之前，就决定要出兵中国东北。斯大林曾说过：“1904年日俄战争的失败是俄国的污点。而为了清洗这个污点，我们这些老一辈的人等待这一天，已经等了40年。”对这一点，美国当局也非常清楚。美国陆军参谋长马歇尔将军就预言：“不管中国是否接受雅尔塔密约，苏联都要在远东出兵。除了使用原子弹外，没有任何力量可以阻止苏军的行动。”
2月10日下午2时，美国驻苏大使哈里曼应莫洛托夫之请，来到尤苏波夫宫进行会谈。
莫洛托夫首先把一份文件交给哈里曼。这是苏方拟订的《斯大林元帅关于苏联参加对日作战的政治条件草案》英译本。
哈里曼看完文件，感到内容基本上是2月8日罗斯福和斯大林会谈时已讨论的。但似乎还有点出入。还应按总统的精神作必要的修改。他对莫洛托夫说：“外长先生，我相信总统将要作三点修正方能接受这些条件。第一，旅顺和大连应成为国际自由港，而不应成为苏联的租借地。第二，满洲的铁路应为中苏两方共同经营。第三，没有蒋委员长的同意，总统不愿最后处理涉及到中国人的两个问题。”
莫洛托夫：“大使先生，斯大林对您提出的前两点意见曾经同意过。只是我们为什么一定要让中国人来决定我们之间的谈判呢？”
哈里曼：“外长先生，应该考虑，中国是一个主权国家，并且是一个反抗日本侵略最久、牺牲最大的国家。旅顺和大连以及满洲铁路涉及中国主权，在道义上也应该……”
莫洛托夫：“大使先生，应该明白，我们的共同利益是第一位的，其他都无关紧要。如果那样做，肯定要引起麻烦。那会影响我们之间既定的谅解条件的实施。”
哈里曼回到美方代表团驻地里瓦几亚宫后，立即把苏方建议草案的抄件以及他自己提出的三点意见呈送总统。
罗斯福看了哈里曼拿来的材料后，对他的三点意见十分赞成，并批示，应将苏方草案中那句“苏联上述要求，于日本战败后就毫无疑问予以满足”改成“不言而喻，上述关于港口和铁路的协定，须有蒋介石委员长的同意”。
最后，罗斯福授权哈里曼将修正案交给莫洛托夫。
2月10日下午4时。三国首脑正式会谈后，斯大林走到哈里曼面前说：“我觉得协定有待进一步修改。我非常愿意使大连成为国际管理下的自由港。但旅顺的情况有所不同，它已计划将要作为俄国的海军基地，因而俄国需要租用。”
哈里曼：“还是请大元帅同总统直接讨论此事。”
斯大林来到罗斯福身旁，把他同哈里曼说的话向罗斯福重复了一遍。罗斯福表示同意。
随后，斯大林告诉罗斯福：“我们接受总统关于满洲铁路由中苏合营的建议。同意将‘经谅解，有关外蒙古及上述港口和铁路的协定尚需征得蒋介石委员长的同意’一段文字放入文中。但后面应再添上‘美国总统将采取步骤以取得该项同意’一句话。”罗斯福对此没有提出异议。
这样，罗斯福与斯大林在苏联对日作战问题上的交易基本完成。在美苏进行上述交易时，罗斯福没有征求中国领导人同意，也没有同丘吉尔首相商量，甚至连他的国务卿贝尔纳斯也蒙在鼓里。
2月11日，雅尔塔会议有关中国问题的内容被以密约的形式由苏美英三国首脑签署了。其内容如下：
苏联参加对日作战的协定
一九四五年二月十一日雅尔塔
苏美英三大国领袖同意，在德国投降及欧洲战争结束后两个月或三个月内苏联将参加同盟国方面对日作战，其条件为：
1.外蒙古的现状须予维持。
2.由日本一九○四年背信弃义进攻所破坏的俄国以前权益须予恢复，即：
甲、库页岛南部及邻近一切岛屿交还苏联。
乙、大连商港须国际化，苏联在该港的优先权益须予保证，苏联之租用旅顺港为海军基地须予恢复。
丙、对担任通往大连之出路的中东铁路和南满铁路应设立-中苏合办的公司以共同经营之；经谅解，苏联的优越权益须予保证而中国须保持在满洲的全部主权。
3.千岛群岛须交予苏联。
经谅解，有关外蒙古及上述港口和铁路的协定尚需征得蒋介石委员长的同意。根据斯大林大元帅的提议，美国总统将采取步骤以取得该项同意。
三国首脑同意，苏联此项要求须在击败日本后毫无问题地予以实现。
苏联方面表示准备和中国国民政府签订一项中苏友好同盟协定，俾以其武力协助中国达成日本枷锁下解放中国之目的。
约·维·斯大林
富兰克林·罗斯福
温斯顿·丘吉尔
2月11日晚8时，雅尔塔尤苏波夫宫。斯大林主持正式晚宴欢送美国总统罗斯福和英国首相丘吉尔。出席晚宴的有罗斯福和丘吉尔的全体随员，斯大林的随员作为东道主全体出席作陪。
斯大林：“让我们为丘吉尔先生祝酒，他是世界上最勇敢的政府首脑。当欧洲其他国家直挺挺地倒在希特勒的铁蹄下时，这位英勇无畏的领导人仍然领导他的伟大国家独自巍然屹立。”
接着，丘吉尔站起来向斯大林祝酒：“斯大林大元帅是伟大国家的一位伟大领袖，领导他的国家狠狠打击了德国的战争机器，而且对它造成了重创。”
斯大林向罗斯福祝酒：“罗斯福总统是一个胸怀最宽阔的为国家利益着想的人，即使他的国家没有直接受到威胁，他也采取了很多手段动员全世界人民起来反对希特勒。”
席间，宾客们站起来频频祝酒，晚宴一直持续到凌晨2点。