Обе стороны подтянули подкрепления. Японцы бросили свои силы в этом районе, представленные 6-й японской армией. Она насчитывала около 75 тыс. солдат, 500 единиц артиллерии, 182 танка и 500 самолетов. Русские также увеличили боевой состав своих войск, по оценкам, до 100 тыс. солдат (57 тыс. –
У русских на вооружении был танк БТ, один из серии танков, созданных на базе оригинальной конструкции танка, купленного (без вооружения. –
Японцы столкнулись с русскими танками раньше, когда бросили против них свои средние (фактически легкие. –
Силы русских у Халхин-Гола разбились на три группировки. Северная группировка состояла из 7-й механизированной бронебригады, 11-й танковой бригады (без двух батальонов), 6-й монгольской кавалерийской дивизии, 601-го стрелкового полка и 82-го гаубично-артиллерийского полка. Центральная группировка состояла из 82-й стрелковой дивизии (без 6-го полка), 36-й мотострелковой дивизии и нескольких артиллерийских полков. Южная группировка состояла из 8-й механизированной бронебригады, 6-й танковой бригады, 2 батальонов 11-й танковой бригады, 57-й стрелковой дивизии, 8-й и 5-й кавалерийских монгольских дивизий. Резерв состоял из 9-й механизированной бронебригады, 4-й танковой бригады и др. Русская механизированная бронебригада в то время почти не отличалась от танковой бригады, но имела дополнительный мотострелковый батальон.
Советские войска планировали атаковать японцев, используя центральную группировку, чтобы прижать их фронтальным штурмом по оси реки Хайластын-Гол – притока Халхин-Гола. Северная и южная группировки при поддержке танков должны были совершить обходной маневр. Вслед за этим должны были быть совершены круговые охваты силами 11-й танковой бригады и 7-й механизированной бронебригады на севере и 6-й танковой бригады и 8-й механизированной бронебригады на юге. Южная группировка была усилена двумя батальонами 11-й танковой бригады. Подобный тип двойного охвата стал излюбленной тактикой русских (а также немцев. –
Наступление советских войск началось 20 августа, предупреждая наступление японцев, запланированное на 24 августа. Оно началось с бомбардировки с воздуха японских передовых позиций вдоль реки и их ближних резервов и артиллерийских позиций. За этим последовал артиллерийский обстрел всех известных японских позиций. Когда он прекратился, снова ударили советские бомбардировщики. Затем советская артиллерия открыла огонь по передовым позициям японцев. Судя по одному из русских докладов, японцы были настолько ошеломлены бомбардировкой и обстрелом, что более часа не могли прийти в себя, после того как русские прекратили огонь.