Советское командование бросило в этот район мотомеханизированные части: 11-ю танковую бригаду комбрига М. П. Яковлева, 24-й мотострелковый полк полковника И. И. Федюнинского. К 19 часам 3 июля противник был атакован с трех сторон. Бой продолжался ночью и весь день 4 июля. Все попытки японцев перейти в контратаку и перебросить через реку новые части были отбиты. К утру 5 июля японцы отступили (вернее будет сказать – бежали) к переправе. Их ударная группировка, прижатая к реке, была наголову разгромлена. Враг потерял почти все танки, значительную часть артиллерии, 45 самолетов и около 10 тысяч солдат и офицеров. 8 июля японцы попытались взять реванш за это поражение, перейдя в атаку. После кровопролитного четырехдневного боя японские войска, потеряв еще 5,5 тысяч человек убитыми и ранеными, вынуждены были отойти.
Несмотря на Баин-цаганскую катастрофу, японцы все еще надеялись изменить ход событий в свою пользу. На август 1939 г. планировалось «генеральное наступление». В течение месяца японское командование перебрасывало в район боев новые части и соединения. 10 августа из них была сформирована 6-я армия во главе с генералом Огису Риппо. Эта армия, расположившаяся на территории 70 км по фронту и 20 км в глубину, имела в своем составе 75 тысяч человек, 500 орудий, 182 танка, более 300 самолетов.
В свою очередь, СССР принял решение о военной помощи МНР в больших размерах. К середине августа советско-монгольские войска насчитывали около 57 тысяч человек, на вооружении их состояло 500 танков, 385 бронемашин, 542 орудия и миномета, 2255 пулеметов и 515 боевых самолетов.
15 июля 1939 г. была сформирована 1-я армейская группа (командующий группой – Г. К. Жуков уже комкор). Монгольскими войсками, действовавшими в районе боев, руководил маршал X. Чойбалсан.
Большая работа проводилась по организации тыла. Тысячи автомашин от станции снабжения, находившейся, как уже говорилось, на большом расстоянии, доставили за короткое время 18 тысяч тонн артиллерийских боеприпасов, 6500 тонн боеприпасов для авиации, 15 тысяч тонн горюче-смазочных материалов, 7 тысяч тонн топлива, 4 тысячи тонн продовольствия.
В основе замысла советско-монгольского командования лежала следующая идея: сковав силы японских войск с фронта, нанести упреждающий двусторонний удар по флангам в общем направлении на Номон-Хан– Бурд-Обо, а затем окружить и уничтожить противника между р. Халхин-Гол и государственной границей. Для осуществления этого замысла создавались три группы войск. Главный удар наносила южная группа полковника М. И. Потапова, состоявшая из двух дивизий, танковой, мотоброневой бригад и нескольких танковых батальонов, а вспомогательный – северная группа во главе с полковником И. В. Шевниковым. центральной группе под командованием комбрига Д. Е. Петрова ставилась задача сковать противника с фронта.
Подготовка операции проводилась в строжайшей тайне с широким применением оперативной маскировки и дезинформации. Командиры подразделений были введены в курс дела лишь за 3–4 дня до операции, а красноармейцы – в ночь на 20 августа, накануне наступления. В ходе подготовки были проведены мероприятия, чтобы создать у противника впечатление о предполагаемой зимовке наших частей: вбивались колья, строились проволочные заграждения, по радио передавались ложные требования о присылке кольев и проволоки, зимнего обмундирования. Причем распоряжения передавались по коду, известному японцам.
Японское командование рассчитывало начать «генеральное наступление» 24 августа 1939 г. Упредив противника на четыре дня, советско-монгольские войска утром 20 августа перешли в решительное наступление. Более 150 бомбардировщиков и мощная артиллерия обрушились на боевые порядки врага, его артиллерийские позиции. Около 100 советских истребителей прикрывали от ударов вражеской авиации сосредоточившиеся в исходных районах для наступления части ударных группировок советско-монгольских войск.
После мощной авиационной и артиллерийской подготовки, длившейся 2 часа 45 минут, в атаку двинулись советские танки. Вслед за ними по всему фронту на противника устремились советско-монгольские пехотные и кавалерийские части.
Удар авиации и артиллерии советско-монгольских войск оказался настолько мощным и внезапным, что противник в течение полутора часов не произвел ни одного артиллерийского выстрела, авиация не сделала ни одного вылета.
В то время как войска центрального участка фронтальными атаками сковывали главные японские силы, южная и северная ударные группировки советско-монгольских войск прорвали неприятельскую оборону на флангах и стремительным глубоким охватом начали окружать противника. Японское командование бросило против советско-монгольских войск большое количество танков, артиллерии и авиации. Под их прикрытием в контратаки все чаще стали переходить пехота и кавалерия. На всем фронте разгорелось ожесточенное сражение.