В 23.00 2 июля с японской стороны показались японские пехотные цепи, и был открыт японцами сильный ружейно-пулеметный огонь. Командир бронебатальона приказал открыть ответный огонь из орудий и пулеметов, в результате чего японцы, понеся потери, отхлынули назад. Через час последовала новая атака, при этом впереди шли солдаты, вооруженные бутылками с бензином. В завязавшейся перестрелке нескольким из них удалось приблизиться к броневикам и поджечь три машины, у которых вскоре стали рваться боеприпасы. Чтобы избежать потерь от летящих осколков, бронемашины отошли на 300 м.
С наступлением рассвета огнем броневиков была отражена третья японская атака. В результате ночного боя бронебатальон ценой гибели трех машин удержал свои позиции, несмотря на то что сосед справа отошел, оголив фланг. Стрельба в темное время велась по заранее пристрелянным ориентирам или освещая цели ракетами. Стрельба велась по заранее приданному направлению оружия и при освещении ракетами. В отчете по этому бою говорилось:
«Ночью в обороне броневики применять целесообразно только как неподвижные броневые точки совместно с пехотой для усиления ее огня и устойчивости…
Огонь броневиков ночью очень мощный, наносит поражение противнику на дистанции 50–400 м и производит на него сильный моральный эффект.
Поджог машин противником очень плохо отражается на моральном состоянии экипажей».
В 12 часов дня 3 июля 1939 года позиции советских войск на восточном берегу атаковали части 3 и 4-го японских танковых полков (более 70 танков). При этом до 40 японских боевых машин вышли на позиции роты броневого батальона 9-й мотоброневой бригады (12 БА-10), которые сначала стали отходить. Но подоспевшим командиром бригады полковником С. Олейниковым рота была остановлена и «поставлена на позицию с выдвинутой башней» (броневики стояли за барханом, над которым виднелись только их башни. —
БА-6 армии генерала Франко на параде по случаю освобождения Каталонии. 21 февраля 1939 года (АСКМ).
На соседнем участке, который занимал 149-й стрелковый полк, усиленный бронеавтомобилями 9-й мотоброневой бригады и ротой БТ-5, было подбито еще 10 японских танков, из которых 4 уничтожили бронемашины. Таким образом, в результате боя 3 июля японцы потеряли 19 танков, из которых почти 70 % были уничтожены огнем пушечных броневиков. В выводах по результатам этого боя говорилось следующее:
«Броневики являются прекрасным противотанковым средством в обороне на местности, имеющей полузакрытые позиции.
Стрельба японских танков 57-мм осколочной гранатой (половину японских танков, участвовавших в этой атаке, составляли Тип 89. —
Бронеавтомобиль БА-6 армии генерала Франко направляется на парад. Барселона, 21 февраля 1939 года (АСКМ).
Атака японских танков без пехоты и артиллерийской подготовки не дала им никаких результатов, кроме потери в танках.
Бронебойная 45-мм граната легко пробивает 22 мм броню японских танков.
Моральный эффект от атаки танков высок.
Если обороняется пехота с броневиками и есть вероятность массовой атаки танков, то обязательно нужно часть броневиков подготовить для стрельбы с полузакрытых позиций».
Одновременно с атаками позиций частей Красной Армии на восточном берегу, японское командование в ночь со 2 на 3 июля переправило на западный берег Халхин-гола до четырех пехотных полков с артиллерией с задачей: выйти в тыл советской группировке, захватить мост и уничтожить все наши части на восточном берегу реки. Узнав об этом, советское командование в спешном порядке бросило в бой все имеющиеся в наличии резервы — 11-ю танковую, 7-ю мотоброневую бригады и 24-й мотострелковый полк с задачей сбросить японцев с плацдарма. В результате того, что советские части находились на расстоянии 120–150 км от Халхин-гола, организованной атаки не получилось, так как подразделения с ходу вводились в бой по частям. В советской историографии этот эпизод известен как бои у горы Баиин-Цаган.