此时，苏联和爱沙尼亚代表正在就贸易问题举行谈判。苏联外长莫洛托夫将爱沙尼亚外长叫到跟前表示，爱沙尼亚放走波兰潜艇表明，这将对苏联的安全构成严重威胁。莫洛托夫要求爱外长签署互助条约，以保障苏联海军和空军有权使用爱沙尼亚基地。当时爱沙尼亚只有两种选择：要么签署协议，要么等待挨打。当时在边境地区的苏联第8集团军已经展开行动。
在苏联的强大压力下，9月27日，爱沙尼亚政府决定接受缔约建议。爱外长谢利捷尔奉命再次飞赴莫斯科。谈判过程中，苏联又以“保卫苏联在爱沙尼亚港口的海军基地和保证爱沙尼亚安定”为由，向爱沙尼亚政府提出了驻军3.5万人的新要求，并责成爱沙尼亚方面立即做出答复。在苏联的步步紧逼卫爱沙尼亚政府接受了苏联提出的所有要求，双方于9月28日签订了《苏爱互助条约》及其秘密议定书。
苏联顺势吞并三国
为达到更进一步的目的，苏联政府马上把目光转向波罗的海另外两国。10月5日和10月10日，拉脱维亚和立陶宛分别与苏联签订条约，条约内容与苏爱条约几乎相同。在当时的局势下，波罗的海三国对苏联恩威并施、逼迫他们签订互助条约的行径敢怒不敢言。
1940年，德军入侵荷兰、比利时、卢森堡和法国，英法军队接连受挫。苏联见德军顺利西进，英法两国也自身难保，出于自身安全的考虑，苏联准备吞并波罗的海三国。同年6月14日，莫洛托夫发表声明称，立陶宛政府力图使苏军不能驻在立陶宛，粗暴破坏了与苏联签订的互助条约，并准备侵犯苏联边境。要求立陶宛建立一个有能力、有决心保证忠实执行互助条约和坚决压制反对者的政府，保证苏军能自由通过立陶宛领土，同时要求立陶宛在10小时内做出答复，否则苏军将立即开进立陶宛。立陶宛在孤立无援的情况下，表示接受一切要求。立陶宛被迫就范后，苏联政府向拉脱维亚和爱沙尼亚公使递交了声明，要求两国成立新政府并同意苏联大规模驻军。后来两国政府也被迫接受了苏联提出的条件。之后，三国进行了政府改组，并让苏军相继进驻。实质上，三国已完全丧失了独立性。7月14日，三国同时进行议会选举，宣布成立苏维埃政权。8月初，苏联最高苏维埃宣布接受三国为苏联的加盟共和国，这样波罗的海三国正式被苏联兼并。
