Советско-монгольские войска к этому времени для прикрытия границы выдвинули 6-ю кавалерийскую дивизию Монгольской Народно-революционной армии в составе 15, 17-го кавалерийских полков и сводного кавалерийского эскадрона, а также стрелково-пулеметный батальон 11-й танковой бригады, усиленный ротой бронемашин, саперной ротой и 76-мм батареей на механической тяге.
Части и подразделения, выделенные из 11-й танковой бригады, объединились под общим командованием командира стрелково-пулеметного батальона Быкова, по фамилии которого и назывался весь отряд.
По приказу командира 57-го особого корпуса командир сводного отряда старший лейтенант Быков выслал на восточный берег Халхин-Гола взвод разведки, который был 22 мая обстрелян японцами. Тогда монгольские части 6-й кавалерийской дивизии и советский сводный отряд, переправившись через реку, к 28 мая заняли оборонительную позицию в 10 километрах от государственной границы Монголии на ее Тамцак-Булакском выступе.
К 27 мая у государственной границы Монгольской Народной Республики в районе Номон-Хан-Бурд-Обо японцы сосредоточили уже значительную группу из состава 23-й пехотной дивизии и баргутской конницы под общим командованием командира 64-го пехотного полка 23-й пехотной дивизии Ямагато.
В группу входили: часть 64-го пехотного полка, разведывательный отряд 23-й дивизии под командованием подполковника Адзума, моторизованная рота под командованием капитана Ковано, 8-й кавалерийский полк и подразделения 1-го и 7-го кавалерийских полков баргутской конницы.
Советско-монгольские части расположились по обе стороны реки Хайластын-Гол: на правом фланге — 3-я рота стрелково-пулеметного батальона 11-й танковой бригады; в центре, в 8–9 км юго-западнее, западнее и северо-западнее Номон-Хан-Бурд-Обо, — сводный кавалерийский эскадрон, 17-й и 15-й полки 6-й кавалерийской дивизии; на левом фланге, в 8–9 км северо-западнее Номон-Хан-Бурд-Обо, — 2-я рота стрелково-пулеметного батальона 11-й танковой бригады. Части были вытянуты по фронту на 16–20 км.
1-я рота пулеметно-стрелкового батальона, саперная рота, 76-мм батарея, а также артиллерийский дивизион 6-й кавалерийской дивизии Монгольской Народно-революционной армии находились на западном берегу Халхин-Гола, около переправы.
Получив дополнительные сведения о сосредоточении японских войск на сопредельной стороне, штаб 57-го особого корпуса принял меры по усилению прикрытия государственной границы МНР в районе Тамцак-Булакского выступа. По тревоге была поднята 9-я мотоброневая бригада, которая походным маршем прибыла в город Тамцак-Булак. Ее передовые подразделения подошли в район боев к исходу дня 29 мая. Бригада прошла 700 километров пути по степи за 13 дней, что для броневой техники того времени было хорошим показателем. 17 мая из Улан-Батора вышла колонна машин 149-го стрелкового полка 36-й мотострелковой дивизии. Мотострелки проделали путь в 1060 километров за 11 дней.
Противник превосходил наши части по количеству штыков в 2,5 раза, в саблях — в 3,5 раза, по количеству орудий ПТО почти в 2 раза и по пулеметам в 1,3 раза; советско-монгольские войска имели превосходство над противником по орудиям полкового и дивизионного типа в 1,5 раза, по бронемашинам — в 5–6 раз.
Соотношение сил между советско-монгольскими и японскими войсками (на 27 мая 1939 года)
Стороны | Штыков | Сабель | Орудий калибра 75 мм и выше | Орудий ПТО | Пулеметов | Танков | Бронемашин |
Советско-монгольская | Около 11 000 | Около 1000 | 86 | 23 | 152 | 186 | 266 |
Японская | Около 20 000 | Около 4700 | 170 | 98 | 164 | 130 | 6 |
На рассвете 28 мая японцы перешли в наступление, имея целью окружить и уничтожить советско-монгольские части, выдвинутые на восточный берег Халхин-Гола. В то же время японская авиация (до 40 самолетов) стала сбрасывать бомбы на переправу, тылы и расположение советско-монгольских войск.
Главный удар противник наносил своим правым флангом. Одновременно баргутская конница, наступая по южному берегу Хайластын-Гола с юго-востока, должна была содействовать окружению.
На разведывательный отряд подполковника Адзума и моторизованную роту капитана Ковано была возложена задача обойти левый фланг советско-монгольских частей, выйти им в тыл на переправы через Халхин-Гол и отрезать пути отхода.
Весь день 28 мая бои носили исключительно упорный характер. Стоявшие в центре полки монгольской кавалерии не выдержали удара превосходящих сил японцев и баргутов и стали отходить. 15-й кавалерийский полк отошел к своему командному пункту, второй — к берегу речки Хайластын-Гол. В такой ситуации пришлось отходить и ротам сводного отряда старшего лейтенанта Быкова. Одна из рот была развернута фронтом на север, другой роте пришлось отбивать наскоки баргутской конницы силой в один полк.