独ソ不可侵条約
一方、かつて防共協定を結び、さらにドイツと同盟交渉中であった日本の政界が受けた衝撃は甚大であった。当時日本はソ連およびモンゴル人民共和国との国境紛争・ノモンハン事件(1939年5月11日 - 9月15日)の最中であった。8月25日に、平沼内閣は日独同盟の締結交渉中止を閣議決定した。8月28日には平沼騏一郎首相が「欧州の天地は複雑怪奇なる新情勢を生じた」ために同盟交渉を打ち切ると声明し、責任をとって総辞職した。
ポーランドおよびイギリスとフランスは衝撃を受けたものの、ドイツに抵抗する姿勢を変えなかった。英仏は8月25日ポーランドと相互援助条約を結んだ。しかしドイツはこの条約によってポーランドを孤立化できると考え、同年9月1日、ポーランドに侵攻した。イギリスとフランスは相互援助条約に基づき、9月3日にドイツに対して宣戦布告し、第二次世界大戦が開始された。9月17日にはソ連が「ウクライナ系・ベラルーシ系市民の保護」を口実にポーランド東部国境から侵攻を開始した。独ソ両軍は衝突することもなく、秘密議定書の分割線に従って、その占領域を確定させた。9月28日には独ソ不可侵条約を前進させたドイツ・ソビエト境界友好条約が締結された。英仏はソ連に対しては宣戦布告を行わなかった。
リッベントロップは反英思想からドイツ・ソ連・イタリア・日本のユーラシア四国同盟構想を持つようになり、ソ連および日本に対して本格的な同盟交渉を開始した。また日本においても高木惣吉、白鳥敏夫、松岡洋右といった人物が同様の四国同盟を構想するようになり、日独伊三国同盟の成立や日ソ中立条約の成立に結びついた。イタリアは既に1933年に伊ソ友好中立不可侵条約を結んでいた。
一方で1940年6月27日にソ連がルーマニア王国に圧力をかけ、ベッサラビアと北ブコビナを割譲させたことはヒトラーを怒らせた(ソビエト連邦によるベッサラビアと北ブコヴィナの占領(英語版))。北ブコビナは秘密議定書に言及されておらず、ドイツ側はこれを協定違反と見なした。さらに6月30日、第二次ウィーン裁定によって独伊がルーマニアに保障を与えたことは、ソ連を刺激した。ヒトラーはバトル・オブ・ブリテンの失敗により、イギリスを屈服させるためにはソ連を打倒するほかないと考えるようになり、7月30日、「ソ連が粉砕されれば、英国の最後の望みも打破される」として「ヨーロッパ大陸最後の戦争」である対ソ戦の開始を軍首脳達に告げ、準備を開始させた。8月18日にはドイツがフィンランドと協定を結び、9月18日からドイツ軍の駐屯を開始した(フィンランドとドイツの通過協定(フィンランド語版))。11月12日からはベルリンでヒトラーとモロトフの会談が開かれたが、事実上決裂した。