Утром 22 сентября генерал Лянглер и полковник Раковский с составленными накануне предложениями для переговоров прибыли в штаб 24-й танковой бригады в Винники. В 11.00 было подписано соглашение о «передаче города Львова войскам Советского Союза». При этом офицерам польских войск гарантировались «личная свобода и неприкосновенность их личного имущества. Выезд их на территорию других государств будет регламентироваться гражданскими властями в дипломатическом порядке». Всех их найдут в расстрельных рвах под Старобельском, кроме генерала Лянглера. Он каким-то чудом сумеет избежать ареста, уйти в Румынию, оттуда перебраться во Францию, а затем на Британские острова.
В 14.00 польские войска стали складывать оружие, час спустя соединения 2-го кавалерийского корпуса в пешем строю совместно с танками 24, 38 и 10-й танковых бригад вступили в город. Для европеизированных обывателей Львова Красная Армия, несмотря на обилие бронированной техники, выглядела ордой нищебродов: «Бросается в глаза слабая обученность; марширующие войска отличаются низкой дисциплиной, неухоженностью и грязью. Заметно, что солдаты плохо накормлены, оружие неухоженное, обмундирование разномастное по цвету и покрою, многие в польских мундирах, обувь зачастую подвязана шнурками, чтобы не разлетелись, много дырявой. Общее впечатление – банда, а не армия».
Польский гарнизон выполнил соглашение о сдаче, лишь отдельные группы в нескольких местах открыли огонь с баррикад, но сопротивление было быстро подавлено. К вечеру 23 сентября в городе был наведен порядок, и основные силы советских войск были выведены на его окраины (среди множества трофеев оказались и два польских бронепоезда, которые после косметического ремонта были призваны на службу в чекистское ведомство. «Бартош Гловацкий» получил наименование бронепоезд № 58 и вошел в состав 3-й дивизии НКВД по охране железных дорог, «Смелый» стал бронепоездом № 75 в составе 4-й дивизии НКВД. Оба летом 1941 года были разбиты в дуэлях с немецкими танками и