Японские танки не шли ни в какое сравнение с советскими БТ. Так, легкий танк «Ха-го» вместо оптических прицелов имел щели, не защищавшие от пуль, вместо радио его экипаж использовал переговорную трубу, по которой передавались команды от командира водителю. Командиру также приходилось выполнять функции наводчика и заряжающего. Из танка был плохой обзор, да и вооружение – 37 мм пушка и 27,7 мм пулемета – располагались неудачно, образуя большие «мертвые пространства». 12 мм лобовая броня защищала только от пуль, а пушка японского танка могла пробить 22 мм броню советского БТ-7 лишь с дистанции в 300 м, тогда как тот мог уверенно поджигать «Ха-го» с расстояния в 1000 м из своей 45 мм пушки. Японские танки предназначались для сопровождения пехоты, а не для борьбы с танками противника, и использовались рассредоточено.
20 августа 1939 года началось решающее советское наступление на японские позиции на восточном берегу Халхин-Гола. Замысел наступления сводился к нанесению ударов с обоих флангов для окружения японской группировки. Расчет строился на внезапность сосредоточения советских войск и отсутствие у противника танковых и механизированных резервов для нанесения контрударов по атакующим. Советские клинья должны были сомкнуться в Номонгане (Номон-Хан-Бурд-Обо).
В 1940 году Жуков так описал последние бои на Халхин-Голе: «С 24 по 30 августа шла траншейная борьба, упорная борьба за каждый бархан. Это была целая эпопея. Возле каждой высоты наши войска встречали бешеное сопротивление. Генерал Камацубара обманывал окруженные части, предлагал им по радио и через голубиную почту держаться, обещая поддержку. Японцы, введенные в заблуждение своим командованием, упорно отбивались. Каждую высоту приходилось брать приступом. Наша тяжелая артиллерия уже не имела возможности вести огонь, так как железное кольцо наших войск все более и более замыкалось. Возникала опасность попадания в своих. Артиллеристы под огнем неприятеля выкатывали вперед пушки на открытые позиции и били по траншеям врага прямой наводкой, а затем пехотинцы со штыками и гранатами шли в атаку, врываясь в траншеи.
Замечательно действовала наша авиация. Она беспрерывно патрулировала в воздухе, не давая японским самолетам бомбить и штурмовать наши войска. Наши летчики делали по 6–8 вылетов в день. Они разгоняли резервы противника и штурмовали его окруженные части. Японские истребители терпели поражение за поражением…
К 30 августа в руках японцев оставался последний очаг сопротивления – сопка Ремизова… К этой сопке собрались остатки войск императорской армии. Японская артиллерия почти вся к этому времени была выведена из строя. Поэтому японцы вели главным образом минометный и пулеметный огонь. Наши части, охваченные величайшим воодушевлением, все сужали и сужали кольцо. 30 августа на сопке Ремизова заалели красные знамена».
По официальным данным, опубликованным только в 1993 году, советские и монгольские войска на Халхин-Голе в период с мая по сентябрь 1939 года потеряли убитыми 6831 человека, пропавшими без вести – 1143, ранеными – 15 251 и больными – 2225 человек. В японский плен попало 89 советских и 1 монгольский военнослужащий. Таким образом, общие советские и монгольские потери погибшими составили, с учетом примерно 1 тысячи умерших от ран, около 9 тысяч человек. Всего в боях участвовало около 5 тысяч монгольских и около 120 тысяч советских воинов.
Им противостояли 76 тысяч японцев и маньчжур. Сухопутные войска Японии и Маньчжоу-Го потеряли 8629 человек убитыми, 9087 ранеными и 2350 больными. Потери в личном составе японской авиации достигли, по одним данным, 141 убитого и 89 раненых, по другим – 116 убитых, 65 пропавших без вести и 19 раненых. Поскольку из плена вернулось лишь 2 японских летчика, общее число убитых в японских ВВС скорее всего составило 179 человек.
В сентябре 1942 года в Хайларе был открыт памятник японским и маньчжурским военнослужащим Квантунской армии, погибшим к тому времени в войне. Из 10 301 имени, выбитом на памятнике, 9471 – это те, кто пал во время Номонганского инцидента. Из этого числа следует вычесть потери убитыми сухопутных сил – 8629 человек и ВВС – 179 человек. Тогда общее количество умерших от ран и болезней составит приблизительно 663 человека.
В плен попало 160 японских и 44 маньчжурских солдат и офицеров. Общие же потери 6-й японской армии и поддерживавших ее авиационных частей убитыми, пленными, ранеными и больными достигли 20 264 человека (или 20 334, если принять более высокую цифру потерь ранеными в японской авиации).