Все силы десанта насчитывали около девяти тысяч человек, что было немало, учитывая размеры острова. На вооружении десантников, высадившихся на остров, состояло всего 6 пушек, 116 минометов, 106 противотанковых ружей, 294 пулемета. Японцы, кроме артиллерии, имели 367 пулеметов (это их число из взятых трофеев).
Корабельные силы десанта состояли из: минного заградителя «Охотск», 2 сторожевых кораблей («Дзержинский» и «Киров»), 4 тральщиков, 2 катеров-тральщиков, плавучей базы, 8 сторожевых катеров, 1 подводной лодки, гидрографического судна «Полярный», 17 транспортных и 16 (полученных из США по ленд-лизу) десантных судов, 2 самоходных барж. Всего 64 «плавединицы».
Десант на Шумшу должна была поддерживать 128‑я смешанная авиационная дивизия, базировавшаяся на Камчатке. Но погодные условия августа месяца (сильные туманы, дожди) заметно сокращали возможности применения авиации в ходе десантирования войск и боев на Шумшу.
Десантный отряд вышел из Петропавловска-Камчатского в 17.00 17 августа. Ночной переход по океанским водам проходил к тому же еще и в тумане.
Высадка десанта проходила 18 августа. В 2.38 ночи советская береговая батарея на мысе Лопатка на камчатском побережье открыла огонь по береговым укреплениям на Шумшу и вела его до 4.50. Авиация в силу нелетной погоды действовать не могла.
В 4.22 началась высадка передового отряда, которым командовал майор Шутов: батальон морской пехоты (без роты), пулеметная и минометная роты, рота автоматчиков и противотанковых ружей, саперная рота, взвод химической разведки, взвод пешей разведки. Всего 1363 человека.
Разведка подходов к Шумшу десантных судов оказалась недостаточной. Крупные подводные камни не позволяли перегруженным плавсредствам подойти вплотную к берегу, и десантники с тяжелым снаряжением вынуждены были добираться до берега «частично вплавь». Некоторые при этом тонули.
Японцы не ожидали высадки десанта. Они открыли сильный артиллерийский огонь только тогда, когда к берегу стали подходить суда первого эшелона главных сил десанта. За это время передовой отряд уже занял передовые окопы и продвинулся вглубь острова до двух километров.
Японские батареи вели огонь с мысов Какутан-Саки и Котомари-Саки и танкера «Мариуполь». Это было советское судно, надежно севшее на мель у самого берега Шумшу еще до начала войны и превращенное японцами в «тайную» батарею.
Кровопролитные бои за овладение этим островом длились несколько дней. Некоторые высоты этого безлесного острова трижды переходили из рук в руки. Японцы проводили контратаки с танками, стараясь сбросить десантников в море. Особенно сильная танковая атака прошла после полудня 18 августа. В ней участвовало до двух батальонов японской пехоты при поддержке 18 танков. В итоге японцы лишились больше десятка машин, уничтоженных гранатами и из противотанковых ружей. В той схватке десантники потеряли около 200 человек.
Из-за сильного огневого противодействия силы десанта потеряли у берегов Шумшу 4 десантных корабля и сторожевой катер. Еще восемь десантных судов получили сильные повреждения. В ходе обороны острова японцы потеряли около 1020 солдат и офицеров, уцелело только около 15 танков. Но в ходе боев гарнизон Шумшу получал подкрепления с соседнего острова Парамушир.
Под вечер 18 августа на Шумшу высадился второй эшелон главных сил десанта – 373‑й стрелковый полк. Ночью был устроен временный причал, и на берег удалось свезти 11 орудий, доставить боеприпасы. Всю ночь шел бой: десант эффективно действовал штурмовыми группами.
Бои шли и в первой половине дня 19 августа, но уже не с таким накалом. Неприятельские огневые точки «гасились» артиллерийским огнем. Около 18.00 к командующему десантными силами генерал-лейтенанту П.И. Дьякову прибыл японский парламентер с предложением начать переговоры о сдаче, которые стали затягиваться.
На Шумшу бои шли еще три дня. 23‑го числа генерал-лейтенант Цуцуми Фусаки принял условия капитуляции и сдался сам. Сдававшиеся в плен японцы стали сходиться на сборные пункты и складывать там оружие. Всего в плен здесь сдалось один генерал, 526 офицеров, 11 700 унтер-офицеров и солдат. Трофеями стали уцелевших 57 пушек и гаубиц, 9 зенитных пушек, 123 тяжелых пулемета, 214 легких пулеметов, 20 зенитных пулеметов, 7420 винтовок и уцелевшие танки. До сегодняшнего дня на острове Шумшу сохраняется большое число брошенной японцами военной техники.
В тот же день, 23 августа, капитулировал гарнизон соседнего острова Парамушир: 2‑я пехотная бригада 91‑й пехотной дивизии, два мортирных дивизиона (до 50 орудий) и танковая рота (17 машин). Всего около 8 тысяч человек во главе с генерал-майором Ивао Сугино. 24 августа на Парамушире для несения гарнизонной службы высадился стрелковый полк и отдельный десантный батальон.