De litauiske myndighetene inntok Vilnius kort tid etter og den litauiske hovedstaden ble gradvis overført dit. Vilnius ble igjen erobret av Sovjetunionen 15. juni 1940 og ble hovedstad i Den litauiske sosialistiske sovjetrepublikk. Omkring 35 000–40 000 av byens innbyggere ble arrestert av NKVD og sendt til Gulag.