20 сентября войска 12-й армии продвигались на линию Николаев — Стрый. В районе Стрыя около 17.00 был установлен контакт с немецкими войсками, которые 22 сентября передали город Красной армии. 23 сентября туда же подошла 26-я танковая бригада. В результате переговоров советские войска были остановлены на достигнутой линии.[683]

Сразу же после вступления Красной армии в Польшу в Москве начался новый тур дипломатических переговоров с Германией. Уже вечером 18 сентября в беседе с Шуленбургом Сталин неожиданно заявил, что «у советской стороны есть определенные сомнения относительно того, будет ли германское верховное командование придерживаться московского соглашения в соответствующее время и вернется ли на линию, которая была определена в Москве». Шуленбург ответил, что «Германия, конечно же, твердо намерена выполнять условия московских соглашений». На это Сталин заявил, что «он не сомневается в добрых намерениях германского правительства. Его беспокойство было основано на том хорошо известном факте, что все военные ненавидят возвращать захваченные территории». Германские дипломаты категорически отвергли его опасения и заявили, что вермахт подчиняется распоряжениям фюрера, и все соглашения с Москвой будут неукоснительно соблюдаться.[684]

Со своей стороны советское руководство предложило свой вариант совместного заявления, который был одобрен Берлином. На следующий день было опубликовано советско-германское коммюнике: «Во избежание всякого рода необоснованных слухов насчет задач советских и германских войск, действующих в Польше, правительство СССР и правительство Германии заявляют, что действия этих войск не преследуют какой-либо цели, идущей вразрез интересов Германии, или Советского Союза и противоречащей духу и букве пакта о ненападении, заключенного между Германией и СССР. Задача этих войск, наоборот, состоит в том, чтобы восстановить в Польше порядок и спокойствие, нарушенные распадом польского государства, и помочь населению Польши переустроить условия своего государственного существования».[685]

Вечером 19 сентября Молотов вызвал Шуленбурга и заявил ему, что «начальник оперативного отдела вермахта Варлимонт показал вчера исполняющему обязанности советского военного атташе в Берлине карту, на которой нанесена будущая «граница рейха». Она проходит вдоль Вислы, идет через Варшаву, но дальше нанесена так, что Львов остается на немецкой стороне». Это противоречит московским соглашениям и вызывает удивление советского правительства. Шуленбург ответил, что произошло недоразумение, так как на карте, видимо, была показана временная демаркационная линия, тем не менее он запросил в Берлине инструкций.[686] В тот же день Молотов заявил Шуленбургу, что обоим Правительствам пора окончательно определить структуру польских территорий. Если раньше советское правительство предполагало сохранить существование остатков Польши, то теперь оно готово разделить Польшу по линии четырех рек. «Советское правительство желает немедленно начать переговоры по этому вопросу и провести их в Москве, поскольку такие переговоры с советской стороны обязаны вести лица, наделенные высшей властью, не могущие покинуть Советский Союз».[687]

Получив в 2.00 17 сентября сообщение о переходе Красной армией польской границы, германское командование в 7.00 отдало приказ войскам остановиться на линии Сколе — Львов — Владимир-Волынский — Брест — Белосток.[688] 20 сентября Гитлер установил «окончательную демаркационную линию», на которую должны были отойти германские войска;

Ужокский перевал — Хыров — Перемышль — р. Сан — р. Висла — р. Нарев — р. Писса — граница рейха.[689] Как отметил в своих воспоминаниях Г. Гудериан, оставление Бреста русским «мы считали невыгодным».[690] В тот же день вечером Молотов в беседе с Шуленбургом заявил, что советское правительство не может одобрить эту линию от Перемышля до Турки и Ужокского перевала, а настаивает на линии по верховьям р. Сан. Надо учитывать, что это украинская территория. В обмен на нее советское правительство «готово уступить Сувалки и окрестности с железной дорогой, но не Августов».[691] Кроме того, Молотов предложил текст советско-германского коммюнике о советско-германской демаркационной линии в Польше, которое не вызвало возражений в Берлине. Германская сторона согласилась на передачу ей Сувалок в обмен на территорию вдоль верховьев р. Сан, но попыталась получить также и Августов с окрестными лесами.[692]

Германское и советское командование поддерживали контакты через военных атташе.[693] С ночи 20 сентября 1939 г. германский военный атташе в Москве генерал-лейтенант — Э. Кестринг пытался урегулировать ситуацию под Львовом. В 00.30 Кестринг по телефону сообщил: «1. Восточнее Львова советские танки столкнулись с немецкими войсками. Есть жертвы. Идет спор о том, кто должен занять Львов. Наши войска не могут отходить, пока не уничтожены польские войска. 2. Германское командование просит: а) Принять меры к урегулированию этого вопроса путем посылки туда делегата; б) Иметь на танках какие-то отличительные знаки; в) С осторожностью подходить к демаркационной линии».[694]

В 10.20 Кестринг вновь по телефону сообщил советскому командованию: «Я получил сообщение из Берлина, что командование танковых советских войск отдало приказ наступать на Львов. Часть наших (немецких) войск находится во Львове. Главное командование германской армии просит командование советских войск и я прошу маршала отменить наступление танковых советских войск, так как это для нас невыгодно, ибо справа и слева от нас находятся еще польские части. Если нужно выслать делегатов для переговоров, то главное командование германских войск это сделает немедленно и пошлет на самолетах в любой пункт своих представителей по указанию советского командования. Прошу немедленно об этом довести до сведения маршала и срочно сообщить мне его решение».