РККА заняла Литву, но в день, когда части РККА входили в столицу – Каунас – правительство А. Сметоны уже бежало в Германию, где и было интернировано.
16 июня В. Молотов вызвал латвийского посланника Ф. Коциньша и огласил заявление советского правительства. В отличие от предыдущего, переданного накануне правительству Литвы, в нем не говорилось о похищении советских военнослужащих. Единственным «не только недопустимым и нетерпимым, но и глубоко опасным, угрожающим безопасности границ СССР» поступком правительства Латвии считалось то, что оно «не только не ликвидировало созданный еще до заключения советско-латвийского Пакта о взаимопомощи военный союз с Эстонией, но и расширило его, пригласив в этот союз Литву». Не содержал этот документ и требований предания суду конкретных лиц, но главные претензии были аналогичны тем, что были предъявлены Литве – формирование нового правительства и допуск в Латвию дополнительных советских воинских частей. Беседа Молотова с Ф. Коциньшем шла с 14.00 до 14.23, а ответ латвийское правительство должно было дать уже к 23 часам ночи того же дня. Впрочем, оно успело сообщить о своей отставке уже в 22 часа 40 минут141.
Ровно через семь минут после окончания «беседы» с латвийским посланником В. Молотов вызвал эстонского представителя А. Рея и вручил ему заявление советского правительства, полностью аналогичное тому, которое он полчаса назад предал посланнику Латвии. От Эстонии требовалось до ноля часов дать согласие на формирование нового правительства и разрешить пропуск на свою территорию дополнительных советских воинских частей. Рей что-то хотел спросить и уже начал со слов «нельзя ли.», но Молотов прервал заявлением, что «нет, нет»142.
15-16 июня советские войска заняли большую часть территории Литвы. 16 июня советские войска получили задачу вступить на территорию Эстонии и Латвии. Десантная операция в Гайжунах была отменена, и 16 июня 720 десантников из состава 214-й воздушно-десантной бригады на 63 самолетах ТБ-3 были переброшены на аэродром Шауляя, где они были в качестве танкового десанта приданы 2-й и 27-й танковым бригадам 3-й армии, сосредоточившимся к исходу дня в районе Ионишкис. Войска 8-й армии, развернутые на границе в боевых порядках «в готовности для наступления», были вынуждены за 1–2 часа перейти в походное положение и, получив задачу занять важнейшие пункты, в 5.00 17 июня начали продвижение в Эстонию и северо-восточные районы Латвии. В 9.00 17 июня военные уполномоченные сторон Й. Лайдонер (Эстония) и К. Мерецков (с 9 июня заместитель наркома обороны СССР) встретились в Нарве, а Д. Павлов и полковник О. Удентыньш (Латвия) на станции Ионишкис. В 10.20 утра 17 июня танковые бригады и части 121-й и 126-й стрелковых дивизий перешли латвийскую границу и около 13.00 заняли Ригу. Остальные войска 3-й армии заняли юго-восточные, а части 2-го ОСК западные районы Латвии. Части 65-го ОСК в 13.15 17 июня вместе с десантом КБФ заняли Таллин. Переговоры завершились соответственно в 15.00 и в 13.00 подписанием соглашений о вводе дополнительных войск, в которых были указаны места временной дислокации советских войск (9 дивизий в Латвии и 12 в Эстонии) и оговаривались хозяйственные вопросы. В последующие дни войска продолжали занятие Прибалтики, которое в основном завершилось к 21 июня 1940 г. Несмотря на мирное продвижение, войска имели потери, которые, по неполным данным, составили 58 человек убитыми (самоубийств – 15, погибло – 28, утонуло – 15) и 158 человек ранеными143.