Наращивание сил 1-й армейской группы Жукова продолжалось. В июле в ее состав вошли 57-я и 82-я стрелковые дивизии, 6-я танковая бригада, 212-я воздушно-десантная бригада, многочисленные меньшие пехотные, танковые и артиллерийские части и две монгольских кавалерийских дивизии. Советская авиация в районе Номонхана также значительно усилилась. Когда в середине августа сосредоточение сил для наступления было завершено, в распоряжении Жукова была группировка пехоты, эквивалентная четырем дивизиям, при поддержке двух кавалерийских дивизий, 216 артиллерийских орудий, 498 танков и бронеавтомобилей и 581 самолета. Чтобы обеспечить необходимое снабжение для этой группировки, Забайкальский военный округ сосредоточил более 4200 автомобилей, которые перевезли около 55 000 тонн грузов с отдаленной железнодорожной станции Борзя.
Сеть японской агентуры в МНР была слабой, и эту проблему не удалось исправить в течение всего времени Номонханского инцидента. Это, а также ограничение полетов японской авиации над монгольской территорией объясняет, почему японцы не знали о масштабах сосредотачиваемых советских войск. Конечно, им было известно, что какие-то подкрепления поступают к Жукову в Монголию по Транссибирской магистрали, но сколько именно - японцы не знали. В конце июля разведка Квантунской Армии перехватила часть советского радиосообщения, свидетельствовавшего, что советская сторона готовится к проведению наступательной операции в середине августа. Это вызвало беспокойство в штабе Квантунской Армии. Генералы Уэда и Яно полагали, что противник готовится нанести удар через Халху. Первой реакцией Уэды было усилить 23-ю дивизию у Номонхана остальными частями элитной 7-й дивизии. Однако 7-я дивизия была единственным стратегическим резервом Квантунской Армии, и оперативный отдел не рекомендовал отправлять все ее силы на западную границу Маньчжоу-Го, потому что советские войска в Приморье были отмобилизованы, и японцы снова начали опасаться советского удара на востоке Маньчжурии, возможно, в районе Чжангуфэна. Командующий Квантунской Армией снова прислушался к рекомендациям офицеров своего штаба. Главные силы 7-й дивизии остались на ее базе в районе Цицикара, но один ее полк (28-й) все же был направлен в район Номонхана, как и один пехотный батальон из Мукденского гарнизона. Еще раньше, в середине июля, командование Квантунской Армии направило Комацубаре 1160 солдат пополнения для восполнения потерь. Но всех этих подкреплений было едва достаточно даже для восполнения потерь, понесенных войсками Комацубары. На 25 июля эти потери составили 1400 убитых (в том числе 200 офицеров) и 3000 раненых.
Штаб Квантунской Армии приказал Комацубаре занять оборону, окапываться и строить укрепления. Полковник Нумадзаки, командир инженерного полка 23-й дивизии, был недоволен положением тех позиций, которые ему приказали укреплять. Он рекомендовал генералу немного отойти с передовых позиций, чтобы строить укрепления на более выгодной для обороны местности. Но Комацубара отказался отступить с территории, за которую его солдаты пролили столько крови. Комацубара и его офицеры все еще надеялись снова пойти в наступление. В результате японские оборонительные позиции оказались слабее, чем могли бы быть - как и опасался Нумадзаки. Предстоящему наступлению 1-й армейской группы Жукова противостояли в общей сложности менее чем полторы японских дивизии.
Майор Цудзи и его коллеги в оперативном отделе не доверяли разведке Квантунской Армии. Отчасти поэтому Цудзи сам часто летал на авиаразведку. Кроме того, в японской армии считалось общепринятым правилом, что крупномасштабные операции с использованием нескольких дивизий могут проводиться лишь в пределах 200-мильной зоны от крупной базы снабжения, расположенной на железнодорожной линии. За пределами 200 миль от железной дороги такие операции считались логистически невозможными. Так как во всей Квантунской Армии в 1939 было лишь 800 грузовиков, советские грузоперевозки огромных масштабов, в которых были задействованы более 4200 грузовиков, были почти в буквальном смысле невообразимы для японцев. Вследствие этого в штабе Квантунской Армии полагали, что их меры по подготовке к обороне вполне достаточны, на случай, если советское наступление все-таки начнется - в чем японские штабные офицеры сомневались. Если противник все же начнет наступление в районе Номонхана, предполагалось, что он не сможет сосредоточить достаточно сил в этом отдаленном регионе, чтобы создать серьезную угрозу усиленной 23-й дивизии. Кроме того, 7-я дивизия, базировавшаяся в Цицикаре, могла быть переброшена по железной дороге в любой угрожаемый район на западной или восточной границе в течение нескольких дней.