隨后，數十架飛機沖上天空，直飛沈陽。這是一個飛行編隊，與空降兵一同執行該項任務的還有數架殲擊機、強擊機和轟炸機。轟炸機裝滿了炸彈，而殲擊機則是由最優秀的飛行員駕駛。如果日本軍隊負隅頑抗的話，他們將受到毀滅性的打擊。
飛行編隊臨近沈陽時，前方突然出現暴風雨，于是編隊緊急降落在王爺廟（今烏蘭浩特），這里已經被蘇軍占領。在這里，編隊作了加油，與此同時，幾架戰機又加入編隊。雨停后，飛行編隊再次起飛。
飛行編隊一路上沒有遇到任何阻礙。抵達沈陽上空后，空降兵們就看到了地面上的日軍高炮群，于是蘇軍飛機首先進行了一通狂轟濫炸。也許是蘇軍的襲擊太突然了，日軍沒有一點反應。隨后蘇軍順利降落在沈陽機場。
飛機降落后，守衛日軍紛紛繳械，只有幾個日軍軍官和飛行員做了一點抵抗，但已無濟于事。蘇軍迅速占領了機場。戰斗中，有四架日軍飛機成功逃脫，隨后，他們在機場附近徘徊，蘇軍以為他們要攻擊機場，立即做好了戰斗準備。然而令人驚訝的是，四架日軍飛機突然同時向一個方向俯沖，觸地而毀。
這時，從機場大樓里走出一個人，他體魄粗壯，頭發灰白，身著日本軍裝。他走到普里圖拉將軍面前，用一口純正的俄語說道：“將軍同志，我是俄羅斯僑民，現任機場日本警衛隊隊長。我向您報告，滿洲皇帝溥儀一行政府人員就在候機大廳里。”
普里圖拉將軍帶著人走進候機大廳，里面有沙發、安樂椅、茶幾，還擺放著威士忌和啤酒。大廳里約有２０幾個人，他們看到普里圖拉將軍后都站了起來，只有溥儀依然坐著沒動。但不久，他把手里的茶碗放在茶幾上，也站了起來。普里圖拉走到大廳中央，大聲宣布：“我以蘇聯政府的名義勸說你們投降，請交出武器。”
偽滿洲國的部長們一個接一個地交出了武器，溥儀是最后一個。他從懷里掏出一把手柄上鑲有寶石的手槍，放在手掌上看了看，隨后扔在了槍堆里。普里圖拉將軍后來回憶道：“雖然我不是一個心理學家，但我敢肯定，當時溥儀皇帝正處在自殺的邊緣。我不知道是什么因素影響了他，使他最終放下了手槍。因為對他來說，在那個時候，一切都結束了。”
斯大林和貝利亞下令優待溥儀
被俘后的溥儀不安地揪著衣服上的紐扣，神情憂郁地問普里圖拉將軍，能否保證他的生命安全。在得到肯定的回答之后，他安靜了很多，也開始積極地配合審問。他指認了在場的各個部長，說出了政府文件的保存地點，以及沈陽衛戍部隊的人數。此外他還簡要地介紹了沈陽日軍將領和偽政府部隊的心理動向，如實地回答了蘇聯偵察機關代表提出的一些問題。在他的幫助下，蘇軍成功地找到了日軍的生化武器，而這些武器隨時都有泄漏的危險。蘇軍還檢查了溥儀仆從帶著的兩個很高檔的皮箱，里面裝滿了金銀和鉆石，但蘇軍并沒有沒收這些東西。
第二天，溥儀一行乘飛機到了后貝加爾方面軍司令部駐地--蘇聯的赤塔市。在這里，蘇軍才正式宣布將他逮捕。一個半月后，他們被送往哈巴羅夫斯克，安置在一座二層樓里。在此之前，這里曾是一個中學，但當時已經被命名為第45號特別建筑，并被列入哈巴羅夫斯克邊疆區內務局。那時的這里，還關押了142名日本陸空軍將領和兩名日本海軍上將，這些人是蘇軍抓獲的第一批戰犯。
據后來公開的檔案顯示，按照1945年8月23日蘇軍下達的第9896號秘密命令要求，蘇軍從朝鮮和滿洲里抓獲的所有日軍戰俘都必須押送蘇聯國內。這些俘虜總共有63.9萬人，其中63.5萬都是日本人。這些戰俘主要在西伯利亞和遠東地區從事蘇聯的國民經濟建設，如修筑貝-阿鐵路、伐木、挖煤等。但溥儀一行人并沒有參與其中，也沒有進行其他勞動改造。