Mimo zagrożenia niepodległości kraju, władze litewskie nie przygotowały się na taką ewentualność i nie były przygotowane na ultimatum.

W związku z traktatowo ustaloną obecnością wojsk radzieckich na terenie kraju Litwa nie miała możliwości skutecznego oporu militarnego. 15 czerwca Litwa bezwarunkowo przyjęła ultimatum i utraciła niepodległość. Sowieci chcieli pokazać światu, że nie była to okupacja wojskowa i aneksja, lecz rewolucja socjalistyczna zainicjowana przez miejscową ludność, domagającą się przyłączenia do Związku Radzieckiego. Aby uwiarygodnić tę narrację, Sowieci podjęli półlegalne kroki: przejęli kontrolę nad instytucjami rządowymi, utworzyli rząd marionetkowy i przeprowadzili pokazowe wybory do Sejmu Ludowego. Podczas swojego pierwszego posiedzenia Sejm proklamował powstanie Litewskiej Socjalistycznej Republiki Radzieckiej i złożył petycję o przyjęcie jej w skład Związku Radzieckiego. Petycja została oficjalnie przyjęta przez Radę Najwyższą Związku Radzieckiego 3 sierpnia 1940 r. W tym samym czasie na Łotwie i w Estonii miały miejsce niemal identyczne procesy.