Ambasador niemiecki w Moskwie Friedrich-Werner von der Schulenburg 16 września o godz. 18 przybył do siedziby Mołotowa, by domagać się, zgodnie z instrukcją Ribbentropa, natychmiastowego uderzenia na Polskę. Była to jego kolejna od wybuchu wojny interwencja w tej sprawie. Schulenburg meldował:
„Mołotow oświadczył, że wystąpienie zbrojne Związku Sowieckiego nastąpi zaraz, być może nawet jutro (...) Stalin przyjął mnie o drugiej w nocy w obecności Mołotowa i Woroszyłowa i oświadczył, że Armia Czerwona przekroczy dziś rano o godzinie szóstej granicę sowiecką na całej długości od Połocka do Kamieńca Podolskiego. Dla uniknięcia nieporozumień prosił usilnie, aby lotnictwo niemieckie od dzisiaj nie przekraczało na wschód linii Białystok-Brześć-Lwów. Samoloty sowieckie rozpoczną już dzisiaj bombardowanie terenów na wschód od Lwowa."
Friedrich-Werner von der Schulenburg, Ściśle tajne, nr 371.
Oficjalny pretekst agresji był zawarty w przekazanej o godzinie 3.00 w nocy 17 września przez zastępcę Ludowego Komisarza (ministra) Spraw Zagranicznych Potiomkina ambasadorowi Grzybowskiemu nocie dyplomatycznej: zamieszczono tam niezgodne z prawdą oświadczenie o rozpadzie państwa polskiego, ucieczce rządu polskiego, konieczności ochrony mienia i życia zamieszkujących wschodnie tereny polskie Ukraińców i Białorusinów oraz uwalnianiu ludu polskiego od wojny. W konsekwencji ZSRR uznał wszystkie układy zawarte uprzednio z Polską (w tym traktat ryski z 1921 roku i pakt o nieagresji z 1932 roku) za nieobowiązujące – zawarte z nieistniejącym państwem. Dlatego też odmawiano np wziętym do niewoli polskim żołnierzom statusu jeńców wojennych.
Potiomkin przedstawił notę ambasadorowi RP w chwili rozpoczęcia działań wojennych przez Armię Czerwoną. Ambasador odmówił przyjęcia noty i zażądał wiz wyjazdowych dla dyplomatów polskich.
Władze ZSRR próbowały wbrew prawu międzynarodowemu (konwencja genewska dyplomatyczna) uniemożliwić opuszczenie kraju polskim dyplomatom i aresztować ich (stwierdzając utratę statusu dyplomatycznego). Polaków uratował dziekan korpusu dyplomatycznego w Moskwie, ambasador Rzeszy Schulenburg, osobiście wymuszając na rządzie ZSRR zgodę na wyjazd dyplomatów. Sowiecki ambasador w Polsce Nikołaj Szaronow wyjechał zaś z terenu RP (wraz z attaché wojskowym Pawłem Rybałko – późniejszym marszałkiem ZSRR) już 11 września pod pretekstem nawiązania łączności z Moskwą (Potiomkin odmówił ambasadorowi Grzybowskiemu prawa wyjazdu pierwotnie pod pretekstem konieczności powrotu do ZSRR dyplomatów sowieckich w Polsce, którzy od tygodnia znajdowali się już na terenie ZSRR). Konsul generalny RP w Kijowie Jerzy Matusiński wezwany 30 września przez władze sowieckie zaginął (po aresztowaniu został zamordowany przez NKWD).
Warto przy tym podkreślić, że legalny rząd II Rzeczypospolitej opuścił granice Polski dopiero późnym wieczorem 17 września, po otrzymaniu wiadomości o wkroczeniu Armii Czerwonej rankiem tego dnia i potwierdzonej informacji o zbliżaniu się sowieckiej kawalerii oddziałów pancernych do miejsca przebywania władz RP. Prezydent Ignacy Mościcki, w wydanym w Kosowie orędziu do narodu, określił jednoznacznie sowieckie działania wojskowe jako akt agresji.
