Атака была произведена разрозненными силами. Первым в 11.30 атаковал 1-й батальон 11-й танковой бригады. Ни пехота, ни артиллерия его не поддержали, в результате батальон потерял половину танков и к 16.00 отошёл, так ничего и не добившись. Следующим атаковал 3-й батальон, который тоже понёс потери и был вынужден отойти. Правда, на японцев эти атаки произвели впечатление, и они были уверены, что их атакует не менее 1000 танков. 24-й мотострелковый полк сбился с дороги и прибыл к месту боя только к 13.00. Чтобы оправдаться, командир полка И.И. Федюнинский пытается всё свалить на Жукова. Дескать, это он принял нестандартное решение атаковать одними танками без поддержки пехоты. Он же рассказывает прелестную сказку о 17 противотанковых батареях, 10 артиллерийских и гаубичной батарее, которые японцы уже успели развернуть на горе Баин-Цаган.
Я предлагаю любому желающему произвести простейший эксперимент — взять в руки лопату, выйти во двор и попытаться вырыть хотя бы стрелковую ячейку полного профиля. О ротной траншее или там орудийном окопе речь уже не идёт. Сколько это займёт времени? Может, после этого эксперимента и он усомнится в глубоко эшелонированной обороне, которая возникла у японцев просто в мгновение ока. Кстати, не забудем, что буквально во всех воспоминаниях участников боёв подчёркивается исключительная крутизна горы, которая мешала нашей пехоте. Но японские орудия, по-видимому, прямо-таки вспорхнули на самую её вершину.
Дальше — больше. Около 15.00 свою собственную атаку попытался провести 247-й автоброневой батальон 7-й мотоброневой бригады. Эта атака тоже была отбита японцами с потерями для нас. И лишь около 19.00 удалось провести некое подобие скоординированной атаки силами пехоты и танков. Она тоже была отбита, хотя на этот раз особых потерь наши войска не понесли. Вот так вместо одного мощного удара, которым можно было опрокинуть японцев, наши войска провели пять разрозненных некоординированных атак, в ходе которых 11-я танковая бригада потеряла 77 танков из 133 и 37 броневиков из 59, участвовавших в бою. Очередная загадка — каким же оружием были уничтожены все эти танки? При внимательном чтении советских же мемуаров выясняется, что главным оружием японской пехоты были бутылки с бензином, и ничего более. Разумеется, несколько противотанковых орудий японцы, конечно, успели переправить через Халхин-Гол, и они наверняка участвовали в бою. Но их было слишком мало, и, что самое главное, эти орудия явно были установлены открыто, в лучшем случае — в складках местности.
И всё-таки эти атаки принесли желаемый результат. Вечером 3 июля генерал Комацубара приказал отвести ударную группу обратно за реку. Отступление началось 4 июля в 10 часов утра, и советские танковые части, которые накануне понесли тяжёлые потери, воспрепятствовать этому не могли. 24-й мотострелковый полк попытался смять японский 26-й полк, но не сумел. В результате к 5 июля японская группировка вернулась на восточный берег реки.
И снова воспоминания маршала Жукова. Впрочем, мемуары Федюнинского воспроизводят этот отрывок с точностью чуть ли не до запятой:
«Бой продолжался день и ночь 4 июля. Только к 3 часам утра 5 июля сопротивление противника было окончательно сломлено, и японские войска начали поспешно отступать к переправе. Но переправа была взорвана их же сапёрами, опасавшимися прорыва наших танков. Японские офицеры бросались в полном снаряжении прямо в воду и тут же тонули буквально на глазах у наших танкистов.
Остатки японских войск, захвативших гору Баин-Цаган, были полностью уничтожены на восточных скатах горы в районе спада реки Халхин-Гол. Тысячи трупов, масса убитых лошадей, множество раздавленных и разбитых орудий, миномётов, пулемётов и машин устилали гору Баин-Цаган. В воздушных боях за эти дни было сбито 45 японских самолётов, в том числе 20 пикировщиков».