В ближнем бою пехоты, особенно в штыковом, очень много значит боевой дух. Но в артиллерийском бою прежде всего важно количество и качество орудий и снарядов. Японское артиллерийское наступление с самого начала не имело шансов на успех. Во-первых, у японцев просто не было достаточно боеприпасов. Им не приходилось раньше проводить такие операции, и они просто не представляли, сколько снарядов потребует такой артиллерийский бой. Квантунская Армия передала для этой операции 70 процентов всего своего запаса снарядов, и 2/3 их было израсходовано в первые два дня. Огонь японской артиллерии слабел, а советский усиливался. У Жукова было больше снарядов и больше пушек, и его пушки были лучше. Японские артиллеристы не были обучены вести огонь на дальность больше 6000 ярдов (гаубицы - не больше 5000 ярдов). Им никогда не приходилось стрелять боевыми снарядами на максимальную дальность. Но позиции советской артиллерии были расположены в несколько линий в глубине советской обороны, и ближайшие к фронту на расстоянии 8000 - 10 000 ярдов. Еще дальше от фронта стояли тяжелые орудия, особенно 152-мм, которые японская артиллерия не могла даже пытаться подавить, но они могли обстреливать японские позиции на расстоянии 14 000 - 15 000 ярдов. Командир японского артиллерийского полка сказал, что советские 152-мм орудия обстреливали его позиции с расстояния 18 000 ярдов. Максимальная дальность стрельбы советских тяжелых орудий составляла 20 800 ярдов. Кроме того, советские артиллерийские командиры, многие из которых прибыли в район Номонхана еще в мае, успели хорошо изучить восточный берег Халхи. Они не только использовали лучшую технику для наблюдения и корректировки, но успели пристрелять потенциальные цели. Некоторые японские офицеры говорили, что весь район казался им огромным советским артиллерийским полигоном.
На третий день несколько офицеров 23-й дивизии нерешительно попросили Комацубару приостановить артиллерийское наступление, потому что ответный огонь противника "полностью уничтожает" позиции пехотинцев, которым не повезло оказаться близко к японским орудиям. К такому же выводу пришли в штабе Квантунской Армии - там наконец поняли, что им не сравниться с Красной Армией в плане материальной части. В обстановке "всеобщей подавленности" штаб Квантунской Армии приказал прекратить артиллерийское наступление, оказавшееся еще одной унизительной неудачей.
Оценивая результаты июльских боев, японский Генеральный Штаб и военное министерство в Токио осознали тщетность попыток добиться военной победы у Номонхана и стали склоняться к дипломатическому решению, даже если придется пойти на уступки Советскому Союзу и Монголии. Однако Квантунская Армия была решительно против таких переговоров, опасаясь, что они могут привести к повторению "Чжангуфэнского позора" и будут расценены противником как признак слабости. Для многих в Квантунской Армии Номонхан стал вопросом чести и гордости. По словам Цудзи, Квантунская Армия "настаивала, что вторая фаза конфликта завершилась вничью, так как противник понес большие потери, и поэтому не намеревалась уступать ни фута спорной территории".
Расхождения во взглядах и политике между Генштабом и Квантунской Армией были явно заметны, как и неспособность центральных военных властей из Токио навязать свою волю действующей армии в Маньчжурии. В военных кругах много говорили о том, как глубоко укоренилось
20 июля генерал Исогаи прибыл в Генштаб, где предстояло разыграться эмоциональной сцене. В присутствии группы старших офицеров Генштаба ему в недвусмысленных терминах было сказано, что центральные власти намерены решить Номонханский инцидент "в одностороннем порядке" не позже, чем к зиме. После этого ему вручили официальный документ Генштаба под названием "Необходимые условия для решения Номонханского инцидента". Эти "необходимые условия" пошли дальше запрещения авианалетов по вражеской территории. Они представляли собой поэтапную программу, согласно которой Квантунская Армия должна была занять оборонительные позиции к востоку от Халхи, в то время как правительство попытается решить конфликт путем переговоров. В случае если переговоры окажутся безуспешными, Квантунская Армия будет отведена с территории, на которую претендует Советский Союз.