随后，战斗重心向岛内转移，双方反复争夺两个高地。苏军以反坦克枪、冲锋枪、机枪和集束手榴弹混合火力，击退了日军坦克的多次反扑，海军中士维尔科夫用身体堵住了日军主要火力点的射击孔。
到傍晚20时，苏军最终控制了两制高点。19日，得知裕仁天皇投降诏书的日军一面主动提出停战，一面仍积极备战。苏军继续向纵深进展，但很快陷入更加艰苦的攻坚战。幸亏此时驻千岛日军接到了无条件投降的命令，至23日午后，占守岛守军全部投降。
苏军炫耀缴获的日本旗帜
苏军立即向南进攻，此后的一系列登陆基本未遭抵抗，进行得非常顺利。至8月31日22时，苏军结束千岛群岛北部的战斗，同时开始进驻南千岛。8月28日凌晨，苏军在择捉岛登陆，1.35万日本守军不战而降。9月1日，苏军占领国后和色丹，苏军远东总司令部宣布“千岛登陆作战”完毕。2日，日本签署无条件投降书。直到5日，苏军才结束了占领齿舞的最后行动。
在历时半个多月的战役中，日军伤亡1018人，被俘6万多人。苏军伤亡1567人。双方的伤亡几乎都集中在占守岛争夺战中。此后，苏联和现在的俄罗斯一直实际控制着包括“北方四岛”在内的整个千岛群岛，大大改善了其在北太平洋地区的战略环境。日方多次要求归还“北方四岛”，均未成功。
