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 Белосток319 . 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 рейха320 . 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"321 . Кроме того, Молотов предложил текст советско-германского коммюнике, 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 лесами322 .

Германское и советское командование поддерживали контакты через военных атташе323 . С утра 20 сентября 1939 г. германский военный атташе в Москве генерал-лейтенант Э. Кестринг пытался урегулировать ситуацию под Львовом. Сначала германское командование заявило, что не может отвести войска, и предложило взять город совместным штурмом с Красной Армией, а затем передать его советской стороне. Однако неуступчивость Москвы привела к тому, что германское руководство решило "действовать совместно с русскими", и было решено, что "немецкие войска очистят Львов"324 . В 12.45 Кестринг прибыл к Ворошилову и сообщил, что по личному указу Гитлера вермахт будет отведен на 10 км западнее Львова. "Как было договорено в присутствии Риббентропа, линия рек Писса, Нарев, Висла, Сан никем оспариваться не будет. Карта, которую показал начальник оперативного управления Варлимонт Белякову, имела линию границы не в соответствии с договоренностью советской и германской сторон, и она не может считаться линией границы, а только лишь линией, которую должны занять германские войска.

На замечание наркома обороны, что на карте Варлимонта, которую он показал Белякову, была линия границы, проведенная от Варшавы по Висле и далее к востоку от Львова, Кестринг, явно смутившись и в шутливом тоне сказал, что Варлимонт не политик и, возможно, что он, как работник-нефтяник, соблазнился нефтью, но что из-за этого они не позволят себе нарушать достигнутое соглашение и что это был маленький инцидент. Кестрингу указано, что сегодня наши войска займут г. Гродно, Белосток, Львов, Тухловский перевал и что с этой линии немецкие войска должны быть сегодня же отведены, о чем просьба немедленно поставить в известность немецкое командование". Ворошилов обратил внимание Кестринга на недопустимость инцидентов, подобных львовскому, поскольку "это выгодно только третьей стороне и из этого всякие корреспонденты могут раздуть большую шумиху". Кестринг согласился и "просил сегодня же наметить рубежи и сроки, которые должны быть оставлены германскими войсками... Условились, что сегодня в 16 часов тов. Ворошилов примет Кестринга и прибывших офицеров для разработки рубежей и сроков отхода германской армии"325 .

20 сентября 1939 года в 16 часов 20 минут начались переговоры Ворошилова и Шапошникова с представителями Германского военного командования в лице генерала Кестринга, полковника Г. Ашенбреннера и подполковника Г. Кребса о порядке отвода германских войск и продвижения советских войск на демаркационную линию. Первоначально предполагалось, что движение Красной Армии на запад начнется с утра 23 сентября, войска должны будут двигаться с 25-км интервалом, и к вечеру 3 октября германские войска отойдут за окончательную демаркационную линию326 . В ходе следующего раунда переговоров с 2 до 4 часов утра 21 сентября уточнялись сроки выхода на демаркационную линию и был подписан советско-германский протокол:

" 1. Части Красной Армии остаются на линии, достигнутой ими к 20 часам 20 сентября 1939 года, и продолжают вновь свое движение на запад с рассветом 23 сентября 1939 года.

2. Части Германской армии, начиная с 22 сентября, отводятся с таким расчетом, чтобы, делая каждый день переход, примерно, в 20 километров, закончить свой отход на западный берег р. Вислы у Варшавы к вечеру 3 октября и у Демблина к вечеру 2 октября; на западный берег р. Писса к вечеру 27 сентября, р. Нарев, у Остроленка, к вечеру 29 сентября и у Пултуска к вечеру 1 октября; на западный берег р. Сан, у Перемышля, к вечеру 26 сентября и на западный берег р. Сан, у Санок и южнее, к вечеру 28 сентября.

3. Движение войск обеих армий должно быть организовано с таким расчетом, чтобы имелась дистанция между передовыми частями колонн Красной Армии и хвостом колонн Германской армии, в среднем до 25 километров.

Обе стороны организуют свое движение с таким расчетом, что части Красной Армии выходят к вечеру 28 сентября на восточный берег р. Писса; к вечеру 30 сентября на восточный берег р. Нарев у Остроленка и к вечеру 2 октября у Пултуска; на восточный берег р. Висла у Варшавы к вечеру 4 октября и у Демблина к вечеру 3 октября; на восточный берег р. Сан у Перемышля к вечеру 27 сентября и на восточный берег р. Сан у Санок и южнее к вечеру 29 сентября.

4. Все вопросы, могущие возникнуть при передаче Германской армией и приеме Красной Армией районов, пунктов, городов и т.п., разрешаются представителями обеих сторон на месте, для чего на каждой основной магистрали движения обеих армий командованием выделяются специальные делегаты.

Во избежание возможных провокаций, диверсий от польских банд и т.п., Германское командование принимает необходимые меры в городах и местах, которые переходят к частям Красной Армии, к их сохранности, и обращается особое внимание на то, чтобы города, местечки и важные военные оборонительные и хозяйственные сооружения (мосты, аэродромы, казармы, склады, железнодорожные узлы, вокзалы, телеграф, телефон, электростанции, подвижной железнодорожный состав и т.п.), как в них, так и по дороге к ним, были бы сохранены от порчи и уничтожения до передачи их представителям частей Красной Армии.

5. При обращении германских представителей к Командованию Красной Армии об оказании помощи в деле уничтожения польских частей или банд, стоящих на пути движения мелких частей германских войск, Командование Красной Армии (начальники колонн), в случае необходимости, выделяют необходимые силы, обеспечивающие уничтожение препятствий, лежащих на пути движения.

6. При движении на запад германских войск авиация Германской армии может летать только до линии арьергардов колонн германских войск и на высоте не выше 500 метров, авиация Красной Армии при движении на запад колонн Красной Армии может летать только до линии авангардов колонн Красной Армии и на высоте не выше 500 метров.

По занятию обеими армиями основной демаркационной линии по р.р. Писса, Нарев, Висла, р. Сан от устья до истоков, авиация обоих армий не перелетает вышеуказанной линии"327 .

21 сентября в 13.50 Отдел внешних сношений НКО посетили генерал Кестринг, полковник Ашенбреннер и подполковник Кребс и сообщили, что ввиду еще продолжающихся боев под Варшавой и западнее Львова "Главнокомандующий генерал Браухич просит все названные сроки для отвода войск в нашем совместном протоколе от 21 сентября оттянуть на 24 часа, а на направлении Пултуск до вечера 4 октября. Это вызвано и необходимым временем для вывоза раненых и пленных. Генерал Браухич хочет отвести свои войска в возможно короткий срок, но не в ущерб организованности и порядка. В этом заинтересовано, должно быть, и Советское командование. Главнокомандующий немецкими войсками сообщил, что он принял меры к сохранению от разрушения важнейших объектов на передаваемой территории Красной Армии"328 . Соответствующие изменения были внесены в протокол329 .

В то же время 20-22 сентября было согласовано, а 23 сентября опубликовано советско-германское коммюнике: "Германское правительство и правительство СССР установили демаркационную линию между германской и советской армиями, которая проходит по реке Писса до ее впадения в реку Нарев, далее по реке Нарев до ее впадения в реку Буг, далее по реке Буг до ее впадения в реку Висла, далее по реке Висла до впадения в нее реки Сан и дальше по реке Сан до ее истоков"330 .