附：诺门罕之战
作者：王辅·中国
出自————《日军侵华战争1931-1945》《扩大占领区与对苏作战·第四》
出自————《战争通史》
“七·七事变”后，日军根据苏联反法西斯主义的主张、援助我国的实况和英、美两国在华利益，预计继续对我国作战时，这三个国家有直接参战的可能。
因而日军的参谋本部，在1938年9月5日，即制定出上述某一国参加中国对日作战，或上述三国一齐参加对日作战时的反击方案，其中对苏联参 战时的反击方案是：
首先由关东军从东部的正面，越过东宁、绥芬河、乌苏里江一线，击溃苏军，占领兴凯湖沿岸与双城子地区。然后再从北部的布列亚河、捷亚河地区击溃苏军，占领海兰泡及其附近一带。
关东军的另一路，从大兴安岭以西出击，占领至赤塔附近。
执行这一计划日军所使用部队，除关东军外，华北方面军则为该作战的左翼；华中派遣军则收缩战场，仅留3个师团控制上海地区，其余部队调至东北参加对苏作战。
这个反击作战计划制定不久，日军参谋本部的作战课长稻田正纯大佐及参谋等，根据石原莞尔的设想又提出一个按照国力发展、充实，预定在1943年发动对苏作战的“八号作战计划”。这个计划的主要内容是：
第一期作战，以关东军从我国东北采用“东抗、西进”的部署和“速战速决”的战法，步兵从满洲里以东，沿额尔古纳河至吉拉林，装甲部队和摩托化步兵则从满洲里以西至乔巴山地区，迂回攻占赤塔。此时华北方面军，在内蒙古东部的乌珠穆沁一带向北推进，进行支援配合。
第二期作战，上述部队继续向西北方向进攻，击溃苏军主力，占领贝加尔湖以东的乌兰乌德地区。华北方面军由集宁以北经二连、另一部从包头北上进入外蒙，向乌兰巴托推进，配合关东军占领苏联的外贝加尔地区和蒙古人民共和国。
东部抗击，主要是为西进创造条件，以防在西进中，苏军从东部地区进入东北。
东部的抗击措施，主要为：除了在第一线已建成的东宁、绥芬河、密山、虎头、饶河边境筑垒地域外；在第二线的珲春、城子沟、绥阳、穆棱、鸡西、兴凯、龙头、宝清、富锦构成浅纵深的防御线；另在沿图们、牡丹江、佳木斯、鹤岗的铁路线以东附近，再建成第三道防御阵地。
当时及以后国际上盛传日军要攻占苏联的乌拉尔地区，就是指的这个计划。
为这个计划准备战场资料的日军参谋本部作战课长稻田正纯大佐，与3名作战参谋，在1939年的5月中旬，仍在呼伦贝尔地区，终日进行实地勘察和文字注记，以充实这个计划时，发生了诺门罕事件。
（一）事件以前之情况
“九·一八事变”，日军占领我国东北之后，因与东北抗日部队经常在边境地区作战，又因江上航运以及有些陆上交界处荒无人烟且无明显的标志，和江流改变所形成小岛的归属等问题，多次与苏联、蒙古发生了边境纠纷，其中象张鼓峰地区，双方都认为是自己的领土，而发生较大规模的军事冲突。这次在诺门罕地区，蒙、日双方也因此而发生战事，苏军根据1936年蒙、苏之间的协定而介入。
从1932年开始，据日军统计，在东北与苏联、蒙古发生的边境纠纷情况是：
1932年至1934年，共发生小规模的各种边境纠纷152次。
1935年共发生各种边境纠纷176次，从这一年开始至1936年3次与苏联、5次与外蒙发生了军事冲突。
1936年共发生各种边境纠纷152次，其中22次发现是苏机越境。
1937年共发生各种边境纠纷113次，其中13次发现是苏机越境。6月30日在逊克以西约20公里的干岔子岛江面，日军第1师团阿部规秀第1旅团的49联队，以反坦克炮，击沉、击伤苏军溯航炮舰各1艘。
1938年共发生各种边境纠纷166次，其中27次发现苏机越境。7月9日发生了张鼓峰事件。
1939年共发生各种边境纠纷195次，5月间发生了诺门罕事件。
诺门罕事件，起因于日军和外蒙军为诺门罕以西，直至哈拉哈河这块呈三角形地区的归属问题，而发生争执，最后引起战争。
外蒙军以清朝雍正12年（1734年），清廷为调解在该地的内蒙巴尔虎，与外蒙哈尔哈部落间因牧场纠纷而划定的放牧界线为国界，这条国境线，在1924年11月26日成立的“蒙古人民共和国”之版图上有刊载。但日军则不予承认，并肯定这一带地区的国境线，就是哈拉哈河。
为解决这一带的国境纠纷，1935年1月28日，驻于海拉尔的关东军莲沼蕃中将之骑兵集团，曾派其中山蕃少将的骑兵第1旅团所属相田义雄大佐骑兵第14联队和战车1个小队到达该地，与外蒙军发生冲突后，外蒙军撤走。而骑兵第1旅团则在该地停留了约3个星期，才返回海拉尔。
1935年6月24日，关东军的测量队，至诺门罕地区进行测量时，被外蒙骑兵发现，并将其一部俘获。
以后关东军的骑兵集团与外蒙部队，在这一带地区又发生过多次冲突。一般是外蒙部队发现日军的兵力占优势时，即主动撤至哈拉哈河以西的台地（比高约100米）固守。由于此时日军在外蒙的其它边境地区，也经常寻衅，且在策动蒙奸，企图在外蒙建立傀儡式的君主国，因而苏联与外蒙在1936年3月12日，签定了苏、蒙互助协定，使日本对外蒙的阴谋破产。
（二）事件当时关东军之兵力及部署
在诺门罕事件开始时，关东军共有8个师团，其部署态势为：
关东军 司令官 植田谦吉 大将 长春
参谋长 矶谷廉介 中将
第3军 司令官 多田骏 中将 牡丹江市
参谋长 前田正实 少将
第2师团 师团长 安井藤治 中将 牡丹江市
第8师团 师团长 塚田攻 中将 绥芬河
第12师团 师团长 上村清太郎 中将 东宁
东宁第1国境守备队（筑垒地域）
绥芬河第2国境守备队（筑垒地域）
第5军 司令官 土肥原贤二 中将 密山
参谋长 仓茂周藏 少将
第4师团 师团长 泽田茂 中将 佳木斯
第11师团 师团长 内藤正一 中将 密山
第3骑兵旅团 宝清
密山县半截河第3国境守备队（筑垒地域）
虎林县虎头第4国境守备队（筑垒地域）
第4军 司令官 中岛今朝吾 中将 孙吴
第1师团 师团长 冈部直三郎 中将 孙吴
霍尔莫津第5国境守备队（筑垒地域）
西岗子第6国境守备队（筑垒地域）
关东军直辖部队：
第7师团 师团长 园部和一郎 中将 承德
第23师团 师团长 小松原道太郎 中将 海拉尔
第2飞行集团 集团长 仪峨彻二 中将 长春
第7飞行团 团长 宝藏寺久雄 少将 公主岭
重轰炸机第12战队（3个中队） 公主岭
侦察机第15战队（3个中队） 长春
第8飞行团 团长 中富秀太 少将 海浪
轻轰炸机第16战队（3个中队） 海浪
战斗机第33战队（3个中队） 勃利
重轰炸机第58战队（3个中队） 佳木斯
第9飞行团 团长 下野一霍 少将 齐齐哈尔
侦察轻轰炸机第10战队（3个中队） 嫩江
重轰炸机第61战队（3个中队） 齐齐哈尔
第17飞行团 团长 东荣治 少将 哈尔滨
战斗机第11战队 （4个中队） 哈尔滨
战斗机第24战队 （2个中队） 海拉尔
第1坦克（旅）团 （旅）团长 安冈正臣 中将 公主岭
第8国境守备队 （筑垒地域） 海拉尔
第1独立守备队 沈阳
第2独立守备队 长春
第3独立守备队 齐齐哈尔
第4独立守备队 牡丹江市
第5独立守备队 哈尔滨
（为对苏作战而设的8个国境守备队，于1938年11月10日下令编成）
以上这些日军在东北的部队，除了第23师团之外，其它7个师团全为成立较久武器精良的常备师团。“七·七事变”后，日军向我国关内的华北、华中、华南调去很多部队，但对在东北的这7个精锐师团和1个坦克旅团，始终保持着对苏联的戒备。
诺门罕事件的第1次军事冲突规模较小，发生在1939年5月11日。第2次大规模的正式作战，发生在6月下旬以后，直至9月16日停战。
这次事件中，日军所经历的作战方式有：以步兵、炮兵、坦克兵、航空兵相互协同，对苏、蒙军的野战阵地进行联合进攻；夜间出击；渡河作战；机动包围；对装甲部队的作战和防御；被围；反击；突围和从空中对苏军后方进行3次大轰炸；反轰炸等等。
该作战，关东军除动用了第23师团、第1坦克旅团、关东军炮兵（旅）团、关东军汽车队、关东军高炮队全部之外，还动用了第7、第2、第4、第1师团的各一部，以及第2飞行集团、海拉尔第8国境守备队（该守备队有步兵20个中队——每个中队180人，炮兵12个中队，工兵6个中队，拥有山炮、野炮、高炮108门）的大部。
（三）诺门罕地区之地形与气候特征
作战地区的地形，从海拉尔向南，在伊敏河以东，开始是丘陵，然后是小山，接着就逐步到达了森林茂密的大兴安岭原始山区。在伊敏河以西至贝尔湖，其地形则全是起伏的波状草原地带，有时数十公里并无人烟也无固定道路。开春以后的放牧季节，可见到牧民点点散在的白色蒙古包。这些草原的低处有些是较小的池塘，有些是大片沼泽，只要水质不碱，牧民们就靠它来供牛马饮用和作为生活用水。
呼伦贝尔草原的气候，在夏季亦炎热且牛虻特多，晚间蚊子、蠓虫成群，危害人畜，气温骤然下降。冬季则奇寒有时达摄氏零下45℃左右，此时放牧在野外的牲口，在其脊背上往往结着一层厚厚的白霜。冬春交替时节的蒙古暴风，在这无遮无挡的大草原上，所扬起的细砂、黄尘，往往遮天蔽日，行人极易迷路或被冻僵。
但当夏季晴日，则是蓝天白云，空气澄鲜，一望全是无际的绿色草原和稀疏点点的树木。在这样人烟稀少的旷野广漠地区，部队不仅在行军、作战、后勤供应等方面，有着很多困难，而且因无显著地标，极易迷失方向。日军在诺门罕作战中，有的部队因迷路而未能到达预定地点；有的在攻击前进中迷失方向；有的因迷路而架错了军桥，而延误了部队的渡河时间。日军为此在作战地区的一些高地，建立了各种供判别方位距离用的标志。
（四）第23师团之概况
第23师团，是“七·七事变”后，日军于1938年所组建，于7月被调往海拉尔原骑兵集团所驻的东大营（此建筑物，在日军投降后被拆毁，现仅存一在伊敏河上的水泥破桥）。这个师团的兵员，大部是九州熊本县人，不很耐寒，所以直到第2年（1939年）的4月才开始进行野外战术课目训练。这个师团在编制上与日军的老师团也有些不同，老师团下属两个旅团，每旅团辖两个联队。而第23师团则采用3单位编制，即师团辖1个步兵团，步兵团辖3个步兵联队。这样编制的特点是：全师团总兵员人数不减，但减去1个旅团，使3个步兵联队，统一由步兵团长指挥。其具体编成情况是：
第23师团 师团长 小松原道太郎 中将
参谋长 大内孜 大佐
第23步兵团 团长 小林恒一 少将
第64步兵联队 联队长 山县武光 大佐
第71步兵联队 联队长 冈本德三 大佐
第72步兵联队 联队长 酒井美喜雄 大佐
搜索队 队长 东八百藏 中佐
野炮兵第3联队 联队长 伊势高秀 大佐
工兵第23联队 联队长 斋藤勇 中佐
辎重兵第23联队 联队长 绿川忠治 中佐
该师团的师团长小松原道太郎，以前曾担任过哈尔滨的特务机关长，从事于侦察搜寻哈尔滨的地下抗日组织，后来又担任过驻苏联大使馆的武官。师团参谋长大内孜也担任过驻拉脱维亚共和国的武官。这两个人都较熟悉苏联的事务。
（五）诺门罕事件之引起
1939年的5月4日，外蒙骑兵一部，在哈拉哈河以东地区，突遭伪满兴安师巡防部队的袭击，并俘虏了外蒙军官塔西努玛少尉和1名士兵。
5月11日外蒙骑兵数十名，又至哈拉哈河以东的诺门罕地区，经与伪满军交战后退回。
5月12日，在诺门罕地区的伪满军向海拉尔的指挥机关报告：约有700名外蒙骑兵再次进入到哈拉哈河以东。后经调查，12日到达哈拉哈河以东地区的外蒙军骑兵，仅为60名左右。
5月13日，23师团得到了外蒙军在边境地区的情况报告时，正在召开有步兵团长、各联队长的会议，研究贯彻关东军4月25日在长春师团长会议上下达的国境纷争处理要纲。为进攻苏联的八号作战计划而在呼伦贝尔地区搜集资料的日军大本营作战课长稻田正纯大佐，参谋荒尾、井本、栉田三少佐，也在参加23师团的这次会议。
小松原根据关东军处理国境纲要的精神，决定出兵击退越境的外蒙军。
派出的部队有师团搜索队，64联队的第1大队，驻海拉尔的伪满警备部队约直50人。随之，在13日下午17时，关东军司令部批准了这一出动计划，同时关东军还决定将驻齐齐哈尔的飞行侦察第10战队、海拉尔的飞行第24战队、关东军汽车队部队的运输汽车100辆，归23师团指挥、使用。
为了保密，由东八百藏指挥的搜索队，连同配属的步兵及伪军，于5月13日晚间21点，全部乘汽车出发。他们到达了距诺门罕地区尚有约80公里的甘珠尔庙之后，即派出侦察和进行作战准备。5月15日中午，由侦察、轻轰炸机第10战队配合，向哈拉哈河以东的外蒙军742高地发动攻击。
外蒙部队，见到居于优势并有空军配合的日军之后，乃主动撤向河西。飞行第10战队，则对外蒙军的驻地帐篷进行了轰炸。
小松原根据东八百藏中佐的报告，于15日22时决定，除留伪满军一部，以加强该地区的警备外，其它的派出部队全部撤回。
东八百藏所率的部队，于17日回到了海拉尔。23师团认为，这次事件到此也就结束。
但关东军确定：第10、第24两个飞行战队，仍归第23师团长指挥，并加强诺门罕就近地区的空中侦察和警戒。
松村黄次郎中佐的战斗飞行第24战队，从5月18日起，以所属可儿才次大尉的第1中队和森本重信大尉的第2中队，共20架“九七”式战斗机，隔日轮流至前方的甘珠尔庙机场担任战斗值班。
5月20日下午18时10分，飞行第1中队第2编队的长机铃木升一中尉，率三机以高度2000公尺在哈拉哈河附近上空巡逻时，发现了苏蒙军的侦察机和И－16战斗机并进行了空战，铃木升一与其2号僚机辰已清繁曹长（上士），在空战中，以双机6次进入射击，结果击落了苏蒙军的侦察机一架。该中队的其它飞行员，在这次空战中，都感到驾驶И－16战斗机的飞行员，其战斗动作极为熟练，摆脱的动作也异常迅速。
由于日军企图以武力解决边境纠纷并动用了空军越境攻击，苏联红军根据1936年3月12日签定的苏、蒙互助协定而介入。
东八百藏的搜索队撤走之后，外蒙军于5月19日回到了哈拉哈河的东岸进驻。但日军通过17日至21日的空中侦察，发现哈拉哈河以西的不少重要情况，且这些情况有些又被伪满军于20日在该地所俘的一名苏军卫生班长特洛夫所证实，即：
5月17日，在战场正面的哈拉哈河以西之台地上，发现有装甲车3辆，炮2门，马约70匹。
5月19日，发现战场正面的河西向北，直至贝尔湖的南岸，有3处发现了新增加的帐篷各为8至9个，不少的堆积物资和停放的汽车，并有约60匹军马。另外还发现在哈拉哈河以西约130公里的塔木察格布拉克，有装甲汽车10辆，汽车20辆，大型飞机20架，小型飞机约40架。
5月20日，空中侦察发现塔木察格布拉克的苏军机械化部队约500人，汽车约80辆，装甲车5辆，对战车炮12门。
5月21日，空中侦察发现战场对岸的河西岸南部地区，有帐篷约50个，军马约250匹，汽车15辆，坦克15辆。
据此，敌23师团与关东军得知苏联的部队已经介入，并逐步在增加力量。
小松原根据以上情况，于5月21日16时，决定以山县武光大佐的第64联队（缺在满洲里的第2大队）、搜索队、伪满兴安军骑兵第1、第2、第8团各一部，对越境的苏、蒙军再次进行攻击。
这一计划上报之后，关东军司令部经研究后提出：为了取得突然袭击的效果，部队可暂不出动，待苏、蒙军逐渐疏忽之后，再进行突然一击。但小松原考虑到命令已经下达，不便收回。因而决定部队到达甘珠尔庙之后，等待一段时间，并进行充分的作战准备，以尊重上级机关的意见。
全部乘车的64联队、搜索队、师团汽车队，于5月22日的午后到达了甘珠尔庙，负责指挥的山县武光，从伪满军那里，了解了关于最近的苏蒙军情况后，于22日的夜间通知各部要隐蔽企图，对“敌”情、地形进行侦察，并与伪满军保持密切联系，进行攻击准备。
5月23日，敌侦察轻轰炸第10战队的第1中队长小出武雄大尉，驾驶着侦察机，专门对战场横宽正面及大纵深作了空中侦察后发现，在塔木察格布拉克有大型飞机8架，中型飞机9架，小型飞机49架，共为66架；在乔巴山地区也发现有相当数量的空军部队。侦察后的结论是：当面苏、蒙空军的力量，与日军相比已占优势。
关东军司令部接到这一侦察报告后经研究确定，为了确保战场上的制空权，支援步兵第64联队、搜索队的作战，必须向战场增调空军部队。5月23日晚，即令驻哈尔滨的第12飞行团长东荣治少将，率驻于哈尔滨孙家机场的野口雄二郎大佐之飞行第11战队中的两个中队，以及场站、航空情报队一部进驻海拉尔。由东荣治统一指挥在海拉尔地区的空军务战队。
东荣治率战斗飞行第11战队的1、3中队，于5月24日飞抵海拉尔，这时敌在该地区的空军作战实力情况为：
第12飞行团 团长 东荣治 少将 海拉尔
飞行第11战队 战队长 野口雄二郎 大佐（辖第1、3中队，“九七式”战斗机20架）
飞行第24战队 战队长 松村黄次郎 中佐（2个中队，“九七”式战斗机18架）
飞行第10战队 战队长 田副登 大佐（2个中队，侦察、轻轰炸机各6架）
第22飞机场大队 大队长 神保稔 少佐
第51飞机场大队 大队长 山本滕 中佐
第48飞机场大队 大队长 德永近之 少佐
第2航空情报队1部
航空通讯联队1部
野战航空工厂活动修理班
5月26日，小松原至甘珠尔庙的64联队，检查作战准备时听取了山县武光的回报后指出：从苏、蒙军活动及部队准备的情况看，28日拂晓可以发起进攻。并提出一些作战中要注意的问题，随之，小松原于当晚返回海拉尔。
山县根据地形，对进驻哈拉哈河以东约200名苏、蒙军（昼间观察到的），采取先由河的东岸，从两翼侧后迂回，遮断其撤向哈拉哈河以西的退路，然后从正面推进，达成合围予以聚歼。
5月27日晚9时，山县向部队下达了明（28日）晨5时，到达预定攻击位置，由空军配合，发起攻击的命令，即：
（一）搜索队沿哈拉哈河东岸，向南进攻至海拉斯台音河口（由诺门罕向西流入哈拉哈河的支流），占领通向西岸的军桥地区，由北侧遮断苏、蒙军向河西之退路。
（二）64联队主力，攻击军桥正面的苏、蒙军阵地，与搜索队协同予以围歼。
（三）满军与日军一部（1个小队），从诺门罕沿海拉斯台音河两侧，向西进攻至哈拉哈河东岸，从南面策应64联队主力、搜索队，歼灭军桥地区之苏、蒙军。
（四）64联队之第11中队，从将军庙由海拉斯台音河以南，攻向哈拉哈河东岸，从南面遮断苏、蒙军向河西的退路，策应联队主力进攻。
东荣治的12飞行团，到达海拉尔之后，即开始建筑海拉尔、红花尔基（伊敏河中游）、诺门罕地区的野战机场群；部署空、地勤部队。根据地面部队5月28日晨将发起攻击的安排，令飞行第11、第24战队，于28日上午6时全部空转至前方阿穆古郎西北约20公里的甘珠尔庙、采盐所（附近有盐碱池）野战机场，任务是：在规定的时间内，夺取战场上的制空权；协同地面部队作战；掩护轻轰炸、侦察机部队的战斗行动。以后的作战，根据地面和空中的战况，临时下达。
此时在哈拉哈河东岸的苏、蒙军，已作好了防御工事，并加强了警戒。在河西台地上苏、蒙军的炮兵、坦克、步兵、探照灯部队等，已做好了支援东岸的作战准备。且苏、蒙军在夜间总是隐秘的向河东增派大量的部队，以加强防御力量，而在拂晓时又撤回河西。实际，苏、蒙军根据其在哈拉哈河以东三角地带布防的情况，已预计到日军将采取的作战方法，并依此进行了充分的反击、歼敌准备。
（六）敌第一次进攻与搜索队被歼之经过
5月27日晚，敌64联队等，按预定计划开始行动。随同他们的还有关东军作战参谋岛贯武治少佐，他是陪同参谋本部作战课长稻田正纯等一起来呼伦贝尔地区，为“八号作战计划”准备资料，而顺便来视察战场。
搜索队于5月28日晨2时30分，到达了诺门罕以西约11公里的地方集结，随之，向西南约10公里苏、蒙军的哈拉哈河军桥地区前进，但被苏、蒙军的警戒部队发现，一部被迫投入战斗。当离军桥约两公里时，发现拥有战车的苏、蒙部队，已占据了这一带的阵地。
紧接着苏、蒙军就以战车掩护步兵，向敌搜索队进行反击。上午8时以后，河西岸台地上的苏、蒙军4门12公分口径榴弹炮及其它火炮集中火力，轰击敌搜索队及其后方，使其无法与正面的64联队会合，而形成单独作战，并在猛烈的火力下不断发生伤亡。此时的64联队，则遭到苏、蒙军在哈拉哈河以东地区阵地的猛烈抵抗而无法前进。
东八百藏的搜索队，其编制共为两个中队，即1个骑兵中队（104人，马105匹）1个装甲车中队（90名）。经28日白天的战斗，苏、蒙军已掌握了日军在战场上的情况，因而确定首先歼灭在军桥地区的装甲与骑兵部队；对敌之步兵由在河东的部队，依托阵地进行抗击，河西台地上的炮兵，则以火力予以支援。
5月28日晚22时以后，苏、蒙军开始进行歼灭敌搜索队的战斗。首先是设在西岸台地上的3台探照灯，把敌搜索队的阵地照得通明，此时台地上的迫击炮、4公分半口径的速射炮、众多的大口径火炮，一齐射向敌搜索队的阵地；随之，苏、蒙军的战车部队、步兵即按预定计划，发起攻击。
东八百藏企图仍按原计划执行，命令其部队先行反击，然后向军桥方向攻击前进，但苏、蒙军的猛烈进攻，使装备相当精良，训练索质较高的日军亦感到恐惧，虽连连以装甲部队组织反击，但进展不大。日军的阵地上，处处是战死者的尸体，被击毁的坦克，燃烧着的汽车，倒毙的马匹，被引爆的弹药爆炸声、被击伤的伤员呻吟等等，且第1骑兵中队长青山乔大尉、第2装甲车中队长河野严大尉，均在苏军的第1次反击中与其部队的大部，一齐被击毙。其间，山县武光曾派出部队并以部分弹药支援搜索队，但因受到苏、蒙军预设部队的阻击，这些企图支援的敌军，全部在中途被歼。
5月29日天明后，苏军根据昨晚对敌打击的情况及空中临时侦察所见，确定继续包围该敌，对进攻部队稍加调整后，最后于当天歼灭这批敌人。东八百藏在29日上午，企图突出包围，但他虽经多次组织力量，总未能突破，至下午14时左右，被迫固守待援。
约在下午15时左右，苏、蒙的围歼作战加紧，一面以猛烈的火力压制日军的阵地，一面以战车配合步兵缩小包围圈，最后战车部队突入了日军的防御阵地，经再一次的相互冲杀，至18时左右，苏、蒙军全歼了敌23师团的搜索队。东八百藏中佐也被击毙。一些被俘的日军，当天即被押送至哈拉哈河以西。
山县武光的64联队主力，于5月27日晚21时，先头部队的车辆从甘珠尔庙出发，28日晨6时，到达苏、蒙军的前哨阵地时，战斗开始打响。
由于苏、蒙军利用已构筑好的工事和部署好的火力，进行顽强抵抗，且得到河西岸台地上的炮兵以及飞临上空的航空兵的有力支援，敌64联队的主攻部队，虽经多次决死冲杀，但毫无进展，而且发生了很大伤亡，最后被迫停止进攻。联队在当日的中午12时30分和下午14时30分，两次收到搜索队战斗不利的报告。
从诺门罕与伪满部队一齐出发的64联队的第4中队一部，于5月28日晨6时30分开始攻击前进，但很快即遭到苏、蒙军的阻击无法前进而停止进攻。
由将军庙出发，从苏军阵地南面迂回的敌64联队第11中队，于5月28日晨5时，到达了哈拉哈河的东渡口，沿途并未发现情况，因而也未进行战斗。在与联队进行无线电联络时，接到了从速撤回的命令。29日上午2时，这个中队加入联队的战斗行列。
按照预定计划，在海拉尔的敌空军第10、第24战队，于5月28日晨6时，飞抵甘珠尔庙附近的野战机场。飞行员们在落地停车后，即听到远处前方隐隐的连续炮声，而且爆炸声大于发射的声音，知道苏军已在反击，因而对64联队的奇袭是否成功，产生了怀疑。
松村黄次郎的第24战队，28日这一天共出动5次，主要任务是掩护战场。
野口雄二郎的第11战队的两个中队，第1次出动时，与И－15、И－16九架飞机进行了空战。第2次出动后遇到苏联空军数十架战斗机，苏联空军采用性能优越的战斗机飞于高空，当看准日机的位置后，即由上向下进行俯冲攻击，随之以大速度脱离并再次进入。这次作战，第11战队除被击落的飞机外，还有好几架被击伤。但11战队在报告当日第1、第3中队的战果时称：击落苏军战斗机42架。
诺门罕作战，关东军所投入的空军部队，以第11、第24战队的历史较久，素质也较高。
战斗机第11战队前身是“九·一八事变”后第2天从平壤飞抵沈阳的独立飞行第10中队，1938年8月31日，日本大量扩充空军时，在哈尔滨的孙家机场（双榆树）由飞行第11联队编为飞行战队。当时其它战斗机战队，都是辖2到3个中队，但该战队则编有4个中队包括56架飞机。这个飞行队进入东北后，凡较大规模的侵略作战如轰炸锦州、进攻承德，侵犯长城及冀东地区、卢沟桥事变等，都有它参加。
战斗机第24战队，于1938年9月1日在海拉尔成立，是由其国内的太田飞行教导队及飞行第11联队的两部分人员编成。计有两个飞行中队18名飞行员，18架“九七式”战斗机。该战队的领导力量较强，其战队长松村黄次郎中佐，是由陆军航空本部的飞行技术检查员转来，第1中队长可儿才次大尉原在第11飞行联队，第2中队长森本重信大尉原在三重县的陆军明野战斗机飞行学校中任飞行教官。
日军的飞行员们都认为自己是按“精兵主义”的原则训练出来的，因而对自己的飞行技术、战斗技能非常自信。对苏联空军的实际作战水平，是通过在我国关内战场与苏联来华的志愿空军作战后，才有所了解。在诺门罕地区经过几次空战后，参战的日军飞行员们，都感到苏联空军不好对付。在飞机的性能方面，也不如苏军飞机优越，如：“九七式”战斗机在空战时加大油门后，因起落架的阻力增速太慢，常遭到性能优越的苏联И－16战斗机的编队攻击。
5月28日，关东军司令部接到64联队进攻受阻，苏联空军1次就有数十架飞机参加空战的报告后，当即调动在齐齐哈尔的第9飞行团和第11战队尚留在哈尔滨的两个中队参战。
日军大本营为增强诺门罕地区的空中力量，于5月31日下令，将在国内各务原机场（属岐阜县）加藤敏雄中佐的战斗机第1战队调来东北。6月2日，该战队越过日本海，飞抵哈尔滨的双榆树机场。
第9飞行团当时驻于齐齐哈尔，辖侦察、轻轰炸第10战队、重轰炸机第61战队。该重轰炸战队1938年8月在齐齐哈尔成立，全部仅有“九七式”（1937年定型）重轰炸机9架。其训练课目，刚飞完昼间简单气象条件下的实弹轰炸和夜间的驾驶术训练。至于和战斗机合练、高空轰炸等课目尚未进行。
5月31日，第9飞行团长下野一霍少将，率61战队的9架飞机飞抵海拉尔，同日与第10战队一起由海拉尔起飞。到达战区之前，由在前方的第11、第24战队的战斗机护航，轰炸了哈拉哈河两岸的苏军阵地。
小松原道太郎、大内孜收到山县武光出击不利的报告后，5月30日即派71联队的第2大队长马场进少佐，率步兵、重机枪、速射炮各1个中队，山炮两个中队（即71、72联队的山炮中队）至诺门罕地区增援。这5个中队乘汽车，于5月30日下午17时到达战场。
在马场的增援部队到达后，山县根据战场的情况，决定于5月30日的晚间进行夜袭，以收容战死者的尸体。当夜日军一部，费了九牛二虎之力，于31日的上午3时，才到达搜索队被歼的地方，但因遭到苏蒙军的猛烈炮击和坦克部队的来回冲杀，日军未能全部收容其战死者的尸体，即仓促撤回。
山县武光于5月31日上午9时15分，接到小松原发给他“在打扫完战场之后，部队于31日的夜间撤离战场，经甘珠尔庙返回海拉尔”的电令后，于晚间首先以炮兵进行了压制射击，接着将部队依次撤离战场，在诺门罕附近一带露营。
6月2日，小松原飞抵甘珠尔庙、阿穆古郎，在东八百藏中佐和其它战死者的牌位前哀悼，对64联队的作战人员进行了安慰，并提出了恢复战斗力的要求。
就这样，第1次诺门罕事件，以日军于5月28日夜间奇袭开始，29日全部失败，至5月30日的收容尸体而结束。
（七）关东军的大规模进攻与失败
根据5月底的作战情况，关东军司令部经研究后认为：仅以当前在诺门罕地区的部队和这样的作战方法，难以取得预定的结果，要彻底膺惩苏、蒙军，需作进一步的研究。因而在6月10日下令，将在诺门罕地区的地面、空中部队撤离，各自返回原驻地。
五月底，在诺门罕地区抗击敌23师团的苏、蒙军部队，是苏军第57军、外蒙军骑兵第6师等部队。
虽然日军的64联队、第12飞行团已从诺门罕地区撤退，但日、苏双方并未认为事情已经解决，且都在作大规模行使武力的准备。6月6日，苏联任命朱可夫将军为该地区的指挥官，并向该地增调大批的部队。
首先是苏军加强了空中的侦察和战斗活动，6月17日以飞机20架、18日以飞机15架，攻击、轰炸了甘珠尔庙附近的伪满军驻地。6月19日苏蒙空军机群约30架，对甘珠尔庙、阿穆古郎再次进行了攻击轰炸，日军堆积在阿穆古郎的500桶汽油以及大量的粮秣被炸起火。
驻于贝尔湖以西查干鄂博的伪满军，6月19日，也遭到苏蒙军地面部队的攻击。
第23师团，根据6月16日至18日的侦察，得知苏蒙军在诺门罕地区的情况有：在哈拉哈河两岸苏蒙军的火炮约20余门；装甲车30多辆；高炮10余门；汽车500辆以上；苏蒙军在哈拉哈河两岸的活动极其频繁，综合这些情况，小松原认为这是苏蒙军对日军发动进攻的前兆，因此他于6月19日早晨，在向关东军司令部报告上述情况时，建议及早发动进攻。
接到23师团长的情况报告和作战建议后，关东军司令部的高级参谋寺田雅雄大佐、作战参谋三好康之中佐、服部卓四郎中佐、村泽一雄中佐，辻政信少佐、岛贯武治少佐，对此立即作了暂短研究，会上，辻政信认为：对苏蒙军应在其刚进行作战准备时，即以有力一击，发扬关东军“不言而行”的传统，打消苏蒙军之企图，以提高日军的国际威望，和有利于此时对英国进行的关于天津问题的谈判。
关东军司令部的作战课参谋，均同意辻政信的主张，且随之起草了作战方案，即：
（一）作战方针。对越境的苏蒙军，予以急袭歼灭，以打消其野心。
（二）预定使用之部队：
以第7师团为主的9个步兵大队（内有23师团3个大队）。
各炮兵部队；火炮76门。
第1战车团所属两个联队之战车70辆。
工兵3个中队（内23师团1个中队）。
关东军高射炮1个联队。
关东军汽车队之汽车400辆。
第2飞行集团之侦察、战斗、轰炸机约180架。
（三）、作战要领：
作战开始时，首先集中空军力量，进行航空歼灭战。
集中于阿尔山地区之第7师团、战车部队，攻向哈拉哈河以西，歼灭台地上之苏蒙军炮兵部队；随之，从背后进攻在哈拉哈河东岸的越境苏蒙军。
此时，第23师团进行策应作战，一举歼灭当面之苏蒙军，攻占哈拉哈河东岸之桥头堡。
关东军参谋们所起草的作战方案，其中主要的是使用第7师团。这些参谋认为，5月底的作战，23师团的部队，无论在作战指挥上，还是在部队行动上、士气上，都存有问题，以这样的部队与苏蒙军特别是苏军作战，很难取胜。当时关东军参谋长矶谷廉介中将也同意参谋们的意见，即只有使用像第7师团这样有战斗力的老部队，才能完成这次计划中的任务。
6月19日，关东军司令部参谋，将23师团长的情况报告、建议及司令部为此而拟定的作战方案，一并送交植田谦吉。
植田同意整个方案的步骤，但在具体问题上不同意使用第7师团，理由为诺门罕一带是23师团的防区，如所使用之兵力未超过1个师团仍以23师团执行此任务为妥，以免引起该师团产生对其信任方面的问题。并决定当日（19日）令仪峨彻二中将的第2飞行集团主力，向诺门罕地区展开；20日令地面部队进行集结；将作战方案上报大本营。
日军大本营于6月21日，在研究关东军这一作战方案时，进行了激烈的争论。有的认为关东军面对着优势的苏军，担负着防卫的任务，因而应在限度以内行使武力；有的认为在这样的事件中，去牺牲、消耗部队是否值得？有的则认为，此类事件应通过外交途径予以解决。最后，日本陆军大臣板垣征四郎中将，以动用1个师团的兵力可委之于现地司令官，而予以同意。
日军大本营之所以批准关东军对苏蒙军的作战计划，是由于其陆军大臣板垣征四郎、陆军次官山胁正隆、军务局长町尻量基和参谋总长载仁亲王、参谋次长中岛铁藏、作战部长桥本群以及教育总监西尾寿造等，都认为当时国际形势仍处于相对稳定时期；在我国关内战场上的大规模进攻作战已暂时停止，并准备与4月17日已离开河内的汪精卫商讨成立在华统一的伪政权以影响重庆方面；在我国的国共关系已趋于紧张，4月间在河北省的南部及山东省国民党军队与八路军发生大规模冲突，6月12日又发生了国民党杨森第27集团军的部队，在湖南省平江县杀害了共产党人的事件；日军此时（6月下旬）所拥有的36个步兵师团，并无新的大规模作战任务。根据以上种种情况，批准了关东军对苏进行试探的作战计划。
敌大本营同意关东军的作战方案后，于6月26日还决定将在国内畑勇三郎少将的野战重炮兵第3旅团，4个汽车中队，高炮、通讯部队各一部，调归关东军指挥。同时征求关东军的意见，拟将归大本营直辖而现在驻于青岛的第5师团增强关东军，但植田谦吉、矶谷廉介及参谋们都认为，关东军有足够的力量解决诺门罕地区的苏蒙军，无须第5师团的增强。
日军大本营对诺门罕地区的问题，与以前之张鼓峰事件看法不一样，因在这一带，苏军的交通不怕遮断，且一望无际的大草原，是苏蒙军装甲、骑兵部队易于发挥其作用之地区。所以拟将第5师团，调入关东军。
根据关东军19日晚间的命令，第2飞行集团将其所属4个飞行团中的3个，部署于诺门罕地区的附近，其态势是：
第2飞行集团司令部 位于海拉尔
第7飞行团司令部 位于平安镇（白城子以西）
第1战斗机战队 位于索伦（平安镇以西）
第12重轰炸机战队 位于公主岭
第15侦察机战队 位于将军庙（诺门罕东北约20公里）
第9飞行团司令部 位于海拉尔
第10侦察、轻轰炸机战队 位于海拉尔
第61重轰炸战队 位于齐齐哈尔
第12飞行团司令部 位于海拉尔
第11战斗机战队 位于海拉尔
第24战斗机战队 位于甘珠尔庙
随之，第23师团的主力亦集结于诺门罕东北约20公里的将军庙，一部集结于甘珠尔庙、阿穆古郎一带。为增强23师团的进攻力量，关东军从第7师团中抽调1个旅团予以加强。该旅团及战车团的编成情况为：
第7师团14旅团 旅团长 森田范正 少将
第26联队 联队长 须见新郎 大佐（属7师团13旅团）
第28联队 联队长 芦塚长藏 大佐
第1战车团 团长 安冈正巨 中将
战车第3联队 联队长 吉丸清武 大佐
战车第4联队 联队长 玉田美郎 大佐
在部队向战区集结的同时，小松原根据近日空中、地面侦察到的情况和师团所处的位置，改变了关东军司令部6月19日作战方案中的攻击部署，确定以第1战车团及配属的步兵，进攻诺门罕以西、哈拉哈河以东的苏蒙军；以第23师团主力及第7师团之一部，渡过哈拉哈河，然后沿河的西岸向南进攻，占领苏军高台阵地，与在河东的第1战车团协同，歼灭诺门罕以西的哈拉哈河两岸之苏蒙军，其攻击兵团的组成为：
（一）河西攻击兵团，以步兵第71、72联队、野炮兵第3大队，乘车攻击队，由22步兵团长小林恒一指挥，于7月2日晚从海拉斯台音河北方的721高地向西，渡过哈拉哈河，然后在河西地区向南进攻，歼灭苏蒙军，占领其高台阵地，以策应河东攻击兵团作战。
（二）河东攻击兵团，以战车第3、第4联队，步兵第64联队，野炮兵第2大队，由第1战车团长安冈正臣指挥，于7月3日拂晓从诺门罕向西，于海拉斯台音河以北发动进攻，歼灭苏蒙军，占领哈拉哈河以东地区，策应河西攻击兵团对苏蒙军高台阵地的进攻。
（三）炮兵队，以野炮兵第13联队（缺第2、第3大队）、独立野炮兵第1联队主力，首先是以火力掩护师团主力渡过哈拉哈河，然后加入西岸的进攻作战。
（四）工兵队，以工兵第23联队组成。7月2日晚，首先以舟船将小林部队之一部渡至河西，随之架桥使炮兵部队、步兵第26联队及其它单位得以通过。以后即维护与保卫桥梁。
（五）渡河掩护队，以搜索队、64联队之第10中队组成。首先是掩护小林部队渡河，然后直接掩护工兵部队架桥。
（六）预备队，由64联队第3大队（缺第10中队）担任。以一部援助工兵架桥，接着，随炮兵部队过河，在小林部队之后前进。
就在敌第23师团、第7师团之14旅团、第1战车团等部队，向诺门罕附近地区集结时，苏联空军加强了活动，6月22日出动约60架飞机，两次与敌第24战队空战，空战中24战队的队形两次均被打散，其第2中队长森本重信大尉被击毙，第1中队有4架飞机被击落。使该战队仅剩13架飞机。
为阻止日军的集结，苏蒙军于6月23日晨，以战车10余辆、骑兵100多人和摩托化步兵1个营（约300人），由空军配合，从哈拉哈河以东，向到达将军庙一带的部分日军发动迂回进攻。6月24日，又以战车、装甲汽车约30辆及牵引的野炮4门和约200名步兵由约60架飞机掩护，继续进攻，当日傍晚苏蒙军的战车部队，已迂回到将军庙的背后。
第23师团及关东军的情报参谋，根据以上情况，认为苏蒙军已大致了解了日军的意图。
此时，苏、日双方集结在诺门罕地区的部队，主要有：
苏蒙军：骑兵两个师，步兵1个师，坦克两个旅，航空兵约3个旅。即步兵9个营，战车150辆，火炮120门，汽车约1000台、飞机150架。
日军：步兵13个大队，战车84辆，火炮112门，汽车约400辆，飞机约180架。
在进攻前，日军为掌握战场情况，多次派侦察机进行中、低空目视和照相侦察，还派出会游泳的军官，利用夜间偷游至哈拉哈河西岸，潜伏在苏军各阵地附近的草丛、小树林中作实地观察。结果发现：河两岸的阵地，工事构筑得相当隐蔽、坚固，体系也较完备。河东岸不少重要阵地的前部，有的敷设数层高低铁丝网；河西岸的高台阵地上，不仅筑有较完整的前沿工事，而且从多处与纵深的工事相通连。
另外，河西岸的苏军后方，每天有大量汽车，运来很多部队和物资，且这些部队与物资到达后，很快即作了疏散和隐蔽。
日军在发起进攻前，于6月29日随关东军副参谋长矢野音三郎少将（负责作战）至前方作现地视察和进行作战指导的作战参谋辻政信少佐，还专门乘侦察机详细侦察了哈拉哈河两岸的苏蒙军阵地，之后，即根据其空中侦察的结果，确定23师团主力向河西进击的最适当进击路线。
1、空中出击
敌第2飞行集团，在向诺门罕地区配置其航空部队时，根据前一阶段空中作战的情况，多数参谋人员认为：单纯对越境的苏蒙空军进行反击，这种被动式的空中防御方法，不仅常处于效果甚微的不利局面，且这样时长日久，数量上处于劣势的日本陆空军，必将导致疲劳与增大损失。这些参谋人员的一致意见是：应当进行空中的进攻歼灭战，这样才能取得积极的作战效果。具体讲，就是主动突然地攻击苏蒙军的空军基地，炸毁其飞机。
第2飞行集团长仪峨彻二，是战斗机飞行员出身，曾任过陆军驻三重县明野战斗机飞行学校的干事（校长助手），熟悉空中情况，当他听到其参谋长楠木延一大佐及岛贯忠正中佐参谋们这一建议后极表赞同，并再三向关东军司令官植田谦吉、参谋长矶谷廉介陈述这一主张。
关东军从“九·一八事变”占领了我国东北之后，所定的多种对苏作战计划，其内容几乎都是先从空中攻击开始，所以关东军的作战课和植田谦吉最后认为：苏蒙空军既已越境轰炸，日本空军当然可以越境予以还击。因而同意第2飞行集团的主张，并于6月23日上午，下达了对外蒙境内的塔木察格布拉克、马塔特、乔巴山[即克鲁伦]机场进行攻击、轰炸的命令。
在轰炸之前，第2飞行集团对上述几处机场，进行了反复的侦察，得知苏蒙军在以上三个机场的飞机数目是116架，其中以小型战斗机为主。
关东军以空军深入外蒙境内轰炸对方机场的做法，已关系到外交问题，明知其大本营将不会同意，故采取对上封锁的方法。即航空部队在进行准备和实施轰炸时都不上报，并确定这次轰炸的日期为6月30日，大轰炸之后地面部队紧接着就在诺门罕地区发起进攻。关于深入外蒙进行轰炸事，待轰炸部队返航后，再行上报，并以这次轰炸，是为了保卫“国防”而使用的反击战术手段；是关东军司令官职权内的事，且也符合统帅部命令的精神为借口。
对关东军组织这次远程轰炸，日军大本营已有传闻，感到这是一个对苏的较大问题，故特派参谋本部的参谋有末次中佐前来东北。并通知关东军，有末次所乘的飞机将于6月25日到达，以传达大本营关于这次作战的精神。
这时，关东军生恐有末次到达之后，6月23日下达的轰炸命令可能被撤消，以致战场上依然会受到优势苏蒙空军的攻击。因而关东军决定，在有末到达以前即予以实施。正巧，因夏季的天气影响，有末所乘的飞机，至27日才能到达。所以关东军于6月25日上午9时30分，令第2飞行集团，在6月27日晨出动对外蒙进行大轰炸。
驻于公主岭的重轰炸第12战队，驻于齐齐哈尔的重轰炸第61战队，已于6月25日空转至海拉尔，侦察、轻轰炸第10战队于6月26日隐秘地空转至前方机场（因航程短）。
当仪峨彻二在会议上，向其所属各飞行团长下达明27日轰炸外蒙的任务时，关东军副参谋长矢野音三郎，作战参谋服部卓四郎、辻政信，均列席了会议。各飞行部队之任务为：
（一）重轰炸机第12、第61战队各12机，侦察轻轰炸机第10战队12机，侦察第15战队6机，于6月27日上午6时，对塔木察格布拉克苏蒙空军基地进行轰炸。
（二）战斗机第1、第11、第24战队共77机，全力对轰炸部队进行掩护。
（三）第7飞行团长宝藏寺久雄少将，第9飞行团长下野一霍少将，直接指挥所属部队进行攻击、轰炸。
6月27日晨，日军各飞行战队119架飞机大编队的隆隆声，打破了呼伦贝尔草原特有的宁静，并按时飞达了塔木察格布拉格，投下了炸弹。但此时的苏蒙空军已经起飞，并进行了约30分钟的空战，日机有4架没有返回。对乔巴山地区的轰炸，于当日的下午16时开始，亦遭到苏蒙空军的有力反击。
27日的轰炸结束后，关东军高级参谋寺田雅雄大佐，以电话向东京大本营作战课长报告这一情况时，稻田正纯当即以严厉的语气，指责关东军的越权行为。
2、地面进攻
关于诺门罕事件，苏联认为这是日本先于德国从东方对苏联所进行的战略试探，因此必须进行有力的反击，全歼进犯的日军，取得彻底的胜利，以打消日本侵略苏联的念头。所以在此期间，苏联向该地调入了大量的步兵、炮兵、坦克、航空兵部队，还临时抢修了一条由博尔贾经乔巴山至塔木察格布拉克的数百公里军用铁路。并调“七·七事变”后曾一度任过蒋介石将军高级顾问、熟悉日军情况的朱可夫，至该地指挥对日作战。
苏联为彻底打垮日军利用1939年在我国战场暂时处于相对沉寂状态而对苏联与蒙古进行战略试探之企图，集中了相当数量强有力的部队于哈拉哈河以西地区，先后计有：
苏军步兵第57师
苏军步兵第82师
苏军摩托化步兵第36师
苏军机械化步兵第5旅
苏军装甲第7旅
苏军装甲第8旅
苏军装甲第9旅
苏军坦克第6旅
苏军坦克第7旅
苏军空降第212旅
苏空军一部
蒙军骑兵第6师
蒙军骑兵第8师
由于手段（力量）和目的（打垮日军的战略试探）相适应，因而苏蒙军在战场上始终掌握着主动，不仅打退了日军的进攻，还达到了显示力量之目的。
向哈拉哈河东岸发动进攻的安冈部队，应在7月3日拂晓发起进攻，但在7月2日15时，23师团参谋伊藤升上尉向安冈正臣报告：师团根据情报，河东岸的苏军可能因日军集中兵力，已在断断续续地向河西撤退。他并建议：步兵第64联队，此时应予以追击，否则将失去战机。安冈听完伊藤的情况报告和建议后，并未作出新的决定。
不久，一架侦察机飞临安冈部队的上空，投下了通讯筒，内容是：已发现苏蒙军向河西撤退。
安冈正臣在这一很短的时刻下了决心，确定于7月2日晚从夜袭开始，攻占河东的苏蒙军阵地并全歼其守军，以配合河西对高台地区的进攻。安冈所指挥的战车第3联队有中战车25辆，轻装甲车7辆；第4战车联队有中战车7辆，轻战车35辆，轻装甲车10辆。共为84辆。
安冈部队进攻的正面部署是：先以炮兵压制当面苏蒙军的火力，掩护步兵、坦克由两翼向西进攻；步兵第64联队与第3战车联队，从北面突破苏军的防御阵地后，向以西的纵深推进；第4战车联队，在步兵64联队的南面，协同进攻，歼灭东岸的苏蒙军。
夏季，在呼伦贝尔草原，白天时间特别长，7月2日下午19时40分，一架侦察机又冒着雷雨前的恶劣天气，在安冈部队的上空投下了通信筒，内容是；东岸的苏蒙军，正在经渡河点向西岸撤退，应从速追击。
2日黄昏，安冈部队到达了预定的攻击位置。首先是炮击，接着3个联队开始进攻。但因草原上无固定道路，又加上傍晚雷雨到来之前的黑暗，各部队逐渐失去了目视联系，只能从枪炮声中，大致判断相互的位置。当突破苏蒙军的警戒阵地，继续攻击前进时，3个联队都迷了路，且与安冈的司令部失去联系，部队在黑暗中来回转圈而发生了大混乱，除了借助雷雨中的闪电，什么也看不到。
战车第3联队，在攻击开始后，即遭到苏蒙军炮火的猛烈反击，但该联队长吉丸清武大佐，率领着部队在炮火下继续进攻，攻击到离河岸约有4公里的苏蒙军主阵地733高地附近时，中队长木之本守之助少佐以下，战死约30名，战车也被击毁、击破数辆。约在21时30分，该联队停止进攻，在雷雨中就附近一处低地集结，直到第2天早晨。
战车第4联队的攻击目标，是占领海拉斯台音河汇入哈拉哈河的河口北侧军桥，以切断苏蒙军向河西岸撤退的另一道路。在突破苏蒙军的警戒阵地继续前推时，即遭到苏蒙军的猛烈反击，之后即与友邻及上级失去联系，附近的情况亦不明。至23时，玉田美郎决定利用雷电的闪光，再次组织进攻。但因苏蒙军仍作猛烈的反击，日军不仅发生了较大的伤亡，战车被击毁数辆，且部队已陷于混乱无法前进，在7月3日上午4时半，借着黎明撤回到诺门罕以西约7公里的公路边，进行加油和补充弹药。
步兵第64联队以快速动作，随第3战车联队前进。之后，即逐渐增大距离，至3日零时30分左右，部队迷路，情况不明，联队长山县武光决定，部队原地停止，进行情况和道路侦察，结果遇到了在草原低处集结的战车第3联队。
安冈正臣原认为经追击和进攻，定会歼灭苏蒙军，而占领河东地区，可是因遭到猛烈的抵抗和迷路，部队发生了很大的伤亡，未能达到预定的目的。他便根据任务，决定继续进攻。
7月3日中午，战车第3联队与步兵第64联队发起攻击，但在苏军的主阵地前，遭到了日军没有想到的大密度的火力杀伤，不仅防坦克壕，4.5公分口径的反坦克炮及隐蔽的坦克，阻止了第3战车联队的前进，而且高低多层的铁丝网和各处相互交叉的浓密火力点，再加上苏蒙空军的直接攻击、轰炸和对岸台地上大口径炮群不住的齐射，使进攻的日军前进不能，后退不得，被钉在停止的原地，变成各种火力攻击的目标。
此时，吉丸清武决定改换进攻目标，向西北苏蒙军的阵地进行迂回攻击，但那里的苏蒙军抵抗的得更为顽强，他们在防守高地的外围，杀伤了大量的日军，击毁敌战车13辆，装甲车5辆，并击毙了吉丸清武大佐和该联队副官古贺音人少佐。
步兵第64联队，在战车部队发起进攻后，随即向预定的苏蒙军733高地前进，但被浓密的火力所阻止。该联队从7月1日以来，因机动、战斗，两昼夜未得到休息，3日又缺乏饮水，部队官兵疲惫不堪，但山县武光还是下令部队进攻，才攻下733高地的一角，但其部队伤亡很大，进攻也被最后阻止。该联队的第1大队长田坂丰少佐也被击毙。
7月2日下午积极主张追击的山县武光，这时才感到以这样简单、轻率的进攻，来对付固守的苏蒙军，不仅无法取胜且将招致危险，所以他的意见停止进攻，作专门研究和进行周到的准备。
第4战车联队，在7月3日上午10时，再次到达昨夜的755高地附近。此时这些高地的苏蒙军阵地已增加了相当数量的坦克、野炮、反坦克炮。就在第4战车联队发起攻击之前，苏蒙军突然从南面以战车群掩护步兵和在两岸高台阵地炮兵群的配合下，向第4战车联队出击，日军被迫应战。作战中，玉田美郎在观察了苏蒙军的进攻部署、炮兵和空军的支援、攻击精神、火力发扬等情况后，深感和当面这样的对手作战，仅以他这个联队，根本无法取胜，且认为这是上级机关对苏蒙军缺乏正确的判断。随之他决定除留少数警戒部队外，将联队主力撤回。玉田和山县的想法一样，感到7月2日下午的追击，确是一种草率行为，对这样的阵地攻击，须要有缜密的作战准备。
（八）向哈拉哈河以西进犯
敌23师团主力，选择在诺门罕西约20公里的达克湖附近1公里处作为渡河点。架桥的工兵第23联队，由于夜暗无光，又是在有情况的顾虑下操作，不仅架桥动作缓慢，且还弄错了架桥位置，因此延误了渡河时间。
运输渡河器材的汽车第4联队，因弄错位置，将器材卸于达克湖东岸，工兵们随即就在小湖上架桥，以为那就是哈拉哈河。步兵先头部队到达后，才发现这一错误。
当又将器材运至哈拉哈河东岸进行架桥时，因傍晚这一带下了大雷雨，使水位增高，流速增大，河宽竟达60米左右。这些给架桥的工兵增加了困难。虽然工兵联队长斋藤勇中佐和第4汽车联队长田坂专一大佐，想尽了一切办法架起了军桥，但还是将原定为7月3日上午零时渡河的计划，延迟到了2时50分。
首先过河的是敌第71联队藤田千也少佐的第1步兵大队，关东军司令部的作战参谋辻政信少佐为视察进攻，亦随着这个大队到达河西。藤田的大队到达西岸的台地后，并未遇到大的抵抗，他一面向前派出警戒进行搜索以掩护部队渡河；一面令过河的其它中队，向前面的巴彦查干高地推进。接着是71联队的主力和该联队的军旗过河。
原在这一带担任警戒的苏蒙军约100多人，经过小的战斗即后撤，苏军的炮兵此时也未发射。
正在向巴彦查干推进的藤田第1大队，不久即遭到苏蒙军正面的有力反击，浓密的火力和半包围的攻击使日军发生了不小的伤亡，藤田干也少佐也被击毙。
继冈本德三大佐第71联队之后过河的是酒井美喜雄大佐的第72联队。当联队炮兵及速射炮部队等过河以后，至5时30分，小林恒一少将所指挥的河西攻击兵团，已形成了沿着河西岸的浅纵深，作向南迂回攻击的基本态势。其兵力为：步兵7个半大队，火炮42门（山炮12、速射炮18、野炮8、12公分口径榴弹炮4）。
敌第23师团向哈拉哈河以西的巴彦查干高地一带进攻时，蒙古骑兵第6师在该地区进行防守。
为打退日军进攻，朱可夫的前方指挥所，急令雅可福列夫的坦克第11旅、列索维伊的装甲第7旅、费久宁斯基的摩托步兵第24团、1个炮兵营、1个装甲营、所能出动的飞行部队，进行快速机动反击。经3天的激烈战斗彻底打垮了日军的这次进攻。从此，苏军更加清楚的认识到，集中使用坦克、航空兵和摩托化步兵在战场上所能显示出来的威力。
小林所率的部队，在向南迂回攻击后不久，约在3日上午7时前后，遭到苏蒙空军和地面炮兵支援下坦克部队的反击。这些坦克和装甲车部队，有的一群是20辆左右，有的是30辆左右，也有10辆左右。有的从日军正面、有的则从其侧面攻来，其队形有的成横队有的则为纵队。
虽然日军想尽一切办法，阻止苏蒙军坦克部队的进攻，也击中一些苏蒙军的坦克、装甲车、汽车，但苏蒙军进攻的坦克部队继续增加，有的已突进到距日军临时野战阵地仅有20米左有的地方。
这时，敌23师团长小松原道太郎，对苏蒙军的这样猛烈反击感到突然，并预计很快即会出现严重的情况。所以他于3日上午10时，急调在河东守卫军桥和作为机动部队的步兵第26联队及野炮兵第3大队至河西，以稳定小林的后方和巩固渡河点。
就在敌第26联队、野炮兵第3大队过河时，苏蒙军一部的炮火不住地向军桥打来，力图切断河西敌军的退路，猛烈的炮火使日军不少炮兵的马匹受惊后四处狂奔，将弹药车与火炮拉翻。这些刚过河到西岸台地的日军，即遭到苏蒙军坦克部队的攻击。野炮兵第3大队都来不及装定标尺，就采用直接瞄准的方法进行射击。
苏军的坦克部队进行反击，一直延续到7月3日16时左有。在坦克进攻的同时，苏军以多门大口径火炮，从南面。西面、北面，还有一部分是由河东向日军停止的地区，进行猛烈的杀伤射击。
这样多的坦克部队，这样大的火力密度，这样顽强的攻击精神，都超出了小林恒一以及联队长、大队长们的想象。此时23师团的主力，在河西从渡口向南仅前进了约10公里（距河岸约4公里）的地区后被迫停止。
7月3日下午15时，一直随同23师团行动的关东军副参谋长矢野音三郎少将，根据河东进攻的失利，以及亲眼看到河西岸苏军的大量坦克在炮兵、空军配合下的意外惊人反击，感到部队如继续留在西岸，将会发生危险。且通向河西的军桥数量很少，如被苏军封锁和破坏，后果将不堪设想。因此，他向23师团长提出：停止进攻，于当日晚从西岸将部队撤回。
进入河西岸的日军以为主力到了河西岸，对苏蒙军进行侧面迂回攻击之后，一举就会将其歼灭，并迫使河东的苏蒙军后撤。可是7月3日的作战仅半天，就遭到苏蒙军的惊人反击而中途停止，离预定攻占的目标——苏蒙军河西高台阵地，尚有相当的距离。
当苏蒙军猛烈反击，日军被迫从行进间仓促转入防御时，小林恒一唯恐部队遇到坦克群反击时发生混乱，故率领参谋们亲临阵地进行指挥。这样才把部队暂时稳定住。
小林恒一根据撤退的命令，确定各部队撤离战场的顺序为：步兵第26联队（因他是第7师团的部队，按日军的“武士道”精神，应先照顾他人）、炮兵、步兵第72联队、步兵第71联队。
受苏蒙军优势战车部队一整天攻击的日军，心惊胆寒。从河西岸撤回，虽然仅有十多公里的距离，但组织得相当严密。前卫、后卫和担任侧翼警戒的，都挑选了较精干的部队，并配备了反坦克武器。所收容的战死者、伤员都派专门部队进行掩护，按北极星的位置向后开进，通过原来的渡河点返回。
7月3日的白天作战中，苏蒙军通过地面及空中的观察，得知日军仅为步兵和为数不多的火炮，经打击后已转入防御，其下一步的行动，苏蒙军自然会大致的预料到。
就在日军于夜间撤退时，苏军对敌之军桥地区的攻击已经开始。守卫该桥附近地区的是步兵26联队，按计划71联队到达该地接防后，他们才能撤退。面对着苏蒙军优势兵力的夜袭，第26联队长须见新一郎大佐，命令所属的大队长、中队长，必须位于作战的第一线观察情况、掌握部队、指挥战斗。就这样才守住了阵地，保护了军桥，但伤亡很大，计战死143名，负伤278名，该联队的副官丸山弘一少佐、第1大队长安达千贺雄少佐、第3大队长菊地哲夫少佐，皆在这次战斗中被击毙。
第26联队，原定最先撤离河西岸，由于苏军进行堵击，战斗呈胶着状态无法脱离，23师团在河西又被迫进行了一整天的战斗，7月4日夜间撤至河东。第26联队至7月5日晨才最后撤离军桥地区。
7月3日晚，苏蒙军对河西撤退之敌开始阻击。先以地面发射和空中投下了大批的照明弹，将战场照得如同白昼，接着以浓密的炮火对敌进行压制和杀伤。受惊的日军以为又将遭到坦克部队的进攻，有些部队开始混乱，在小林恒一的司令部内，连参谋都找不到，小林所乘的军马，也不知惊奔何处。23师团参谋长大内孜大佐，也在夜间的混战中被击毙。
7月4日晨，战斗已集中在军桥附近。苏蒙军的步兵、炮兵、坦克兵、航空兵，向这一地区进行猛烈攻击，但工兵第23联队长斋藤勇中佐，他想尽了一切办法保护军桥，以等待河西最后一个难以撤离的第26联队，中间他曾派工兵携带炸药，炸坏了苏军向军桥附近工事中喷火的3辆坦克，直到他的陆军士官学校同期同学（25期毕业于1913年5月）须见新一郎大佐率领着第26联队通过后，才下令拆桥。
（九）敌航空兵的支援作战
敌第2飞行集团，为了支援其地面部队7月3日的进攻，于7月2日21时命令所属部队，凡有支援作战任务的航空兵，在3日的上午5时，于阿穆古郎以东的采盐所机场上空，以高度4000米集合，然后按所担负的任务出航。
7月3日晨因雷雨直至上午6点以后才开始放晴，执行轰炸任务第7、第9飞行团，由第12飞行团的战斗机的掩护，对苏蒙军的炮兵阵地、坦克群、摩托化步兵群，进行了攻击轰炸，但遭到苏蒙空军的有力反击。其战斗机部队，则分别掩护安冈河东兵团、小林河西兵团的进攻。
7月3日，各航空部队按计划出航后，敌第2飞行集团长仪峨彻二，作战参谋岛贯忠正中佐，各乘1架侦察机，由第24战队长松村黄次郎中佐率战斗机予以掩护，分别在哈拉哈河的两岸上空观察，以便根据情况加强当日的空中作战。但岛贯参谋的飞机，在贝尔湖附近被苏蒙军的高炮击落，连同该机的飞行员生驹正幸大尉，均坠地毙命。
重轰炸第61战队，于3日7时30分由战斗机掩护，到达河西战场上空，此时小林部队正遭到苏蒙军坦克群和炮兵的反击。该战队即以坦克群、炮兵群为目标进行了轰炸。中午11时再次出动时，发现由塔木察格布拉克向东的公路上烟尘滚滚，长长的装甲车队和摩托化步兵，正在开赴战场，所以这个战队，即对这批活动目标进行了轰炸，下午16时这个战队第3次出动，轰炸了苏蒙军的炮群和高炮阵地，该战队在7月3日共出动34架次，投下50公斤类型的炸弹近380枚。
这天，重轰炸第12战队在战场共投100公斤类型的炸弹190枚；第10侦察、轻轰炸战队共投下50公斤类型炸弹240枚，15公斤类型的炸弹215枚。加上第61战队共投弹867发，约为36吨。
就在河西日军受到苏蒙部队坦克群反击时，小林部队的速射炮（即反坦克炮、多为3.7厘米口径）弹快用完时，1架由日军从民航征集来的运输机，满载着这种炮弹，降落在河西的平地，对战场进行了强行补给。
当7月3日下午，23师团决定从河西撤退时，军桥则成为日军的重要保护目标，不少日机在剧烈的空战中，被击落在军桥附近。
至7月4日的下午，苏蒙空军更趋活跃，在17时至18时出动轰炸机近60架，战斗机达重20架，轰炸战场上的日军。敌第2飞行集团则以2：1的战斗机集中攻击苏蒙军的轰炸机群。
到7月5日，哈拉哈河两岸的地面战事才趋于沉寂。23师团、第2飞行集团通过这几天的地面和空中作战，深感苏、蒙空军的力量不可轻视，且认为只有主动出击，轰炸苏、蒙空军基地，才能减弱这种空中威胁。
（十）改变战术，重点进攻哈拉哈河以东地区
这次敌23师团、第7师团之14旅团、第1战车团等部队，在哈拉哈河两岸进攻的失败，据日军参谋本部作战部长桥本群少将及一些参谋随作战部队的实地观察，认为主要是由于：
1、轻“敌”，从关东军到第23师团等部队，对苏蒙军的作战能力，缺乏正确的估价，因而对国境事件在处理上不慎重。
2、炮兵不足，无法压制苏蒙军的火力，使部队在战场上的行动难以自由。因此需增加15公分口径的榴弹炮、10公分和15公分口径的加农炮兵部队。
3、工兵架桥器材不足，需增加战车、野战重炮可以通过的两座军桥设备。
4、后方补给困难，仅凭汽车在草原松地运输，且重武器运动亦受限制，尤其是雨天，因此需紧急修通白城子以西的阿尔山经伊尔施、罕达盖至将军庙地区的军用铁路。
5、23师团任务过重，须增加第7师团。
6、通讯能力不足，应按需要补齐。
此时的日军大本营及关东军司令部皆意识到问题的严重性，且认为如在诺门罕地区战败，将直接影响到在我国关外和关内战场的稳定和暴露日本国防方面的问题。
敌第23师团撤回至河东后，即补充兵员调整干部，原71联队长冈本德三大佐，继大内孜为师团参谋长，原海拉尔第8国境守备队第5地区队的队长长野荣二大佐，于7月7日任71联队长。
随之，该师团接到关东军集中兵力、歼灭诺门罕一带的苏蒙军，攻占哈拉哈河东岸地区的命令。
23师团确定进攻河东的日期为7月7日，所使用的部队仍为该师团及第7师团的1个旅团和第1战车团。
在主力发动进攻的前一天即7月6日晚，安冈正臣的第1战车团，进行了1次试探性的攻击，结果因苏蒙军已增强了防御阵地和重火器的密度，第1战车团的第4战车联队，在损失了中战车6辆，轻战车5辆后，被迫撤回。
7月7日至10日，敌23师团等在哈拉哈河东岸的进攻，其结果不仅未能达到其预定的目的。且又遭到更为严重的损失，随之而撤出战斗。这次日军的失败，主要有这样几个方面：
第一、是日军认为擅长的夜战遭到了失败。苏蒙军除在其坚固、纵深的防御阵地内配备了大量的重火器、重要据点的外围筑有反坦克壕、设置了反坦克的雷区和高低多层的铁丝网之外，还在阵地内配备了不少的探照灯和准备了各种照明设施，河西岸的高台阵地，又增强了支援的炮兵火力。每当日军在夜间喊着“万岁”，并以集团向前冲杀时，苏蒙军的阵地上顿时打开了探照灯，发射大量的照明弹，把阵地附近照得如同白昼，使无遮无挡的日军失去“夜”的凭依，充分暴露于苏蒙军阵地前的开阔地带，遭到了浓密火力的射杀。
第二、是日军引以自豪的“白兵主义”，就是拼刺刀，也明显失去作用。靠冷兵器拼刺刀的战术，第一次世界大战中各国已很少采用，都注意以增强火力密度来消灭对方的有生力量。日军未到欧洲参加第一次世界大战，也未遇到过大密度火力的对手，所以一直把现代作战中只有最后才使用的手段——拼刺刀，作为制胜的途径。而苏军根据第一次世界大战、国内战争的经验，非常注意“火制”，即火力密度，所以士兵的轻武器大部已自动化；并加强了炮兵，在关键时刻，要求在炮兵射区内，每平方米1分钟内平均爆炸两发炮弹。
这次战斗，当日军发起了遮天盖地的冲杀时，苏蒙军在河两岸的各种炮群以相互交织的密集火力，使日军不仅发生了很大的伤亡，且在精神上产生了极大的恐惧。不少日军的士兵和军官，事后回忆说，数不清的苏蒙军炮弹所炸起的黄土与黑色浓烟混在一起，顿时使阵地上空由晴天变成了阴天。由于苏军的“火制”，使日军的“白兵主义”无法发挥作用。
第三、是对苏蒙军通往河西的军桥地区，日军多次研究，并专派部队对其作为意要攻击目标，实际这些军桥，不少是苏蒙军的伪装物、暂用桥。真正的多数桥梁，是在哈拉哈河的水面以下，或称之为暗桥。这种桥是在河床上打好基础后，根据河水的涨落和人员、车辆、火炮通过时需要的宽度及深度，建成水下的平坦水泥道面。对这种桥地面进行侦察时，不到其附近很难发现，除非河水的透明度较高，否则空中也难以侦察到。
日军总认为切断哈拉哈河上的桥梁，即可将苏蒙军的前后阵地分开而予以各个击破。实际河上的桥梁，成了对日军的引诱目标。
第四、在7月7日敌发动进攻时，苏蒙军使用了以假乱真的战术。即在日军进攻前，又佯作向河西撤退，对此日军却相信不疑。当“追击”开始后不久，先头的部队即遭到苏蒙军预定的反击而被迫停止。此时河东、河西的苏蒙军炮兵群，则按预定的计划，一齐发炮射击，大量杀伤停止间的日军。
这次为期4天的进攻失败后，关东军决定：待增加炮兵后再继续进攻。
（十一）加强炮兵后的再次进攻
增加的炮兵，由关东军炮兵司令官内山英太郎少将任团长，除了原已在战场上的野炮兵第13联队、独立野炮兵第1联队外，又增加了野战重炮兵第1联队（15公分口径榴弹炮16门），独立野战重炮兵第7联队（10公分口径加农炮16门），穆棱重炮兵联队（15公分口径加农炮6门）。计新增加大口径火炮38门，加上原来两个炮兵联队的44门，共有火炮82门。
为了等待炮兵，日军约有半个月没有进行大规模的连续进攻，这样苏蒙军就有充裕的时间增加了部队、运来了物资、补充了装备、加强了工事。
内山英太郎的炮兵到达战场后，23师团确定继续进攻河东苏蒙军的日期为7月23日。担任正面主攻的为4个步兵联队，5个炮兵联队。安冈正臣的第1战车团和师团搜索队位于主攻兵团北侧约16公里的达克湖一带，担任北侧的警戒；伪满军的兴安师，位于主攻兵团南侧约8公里的744高地附近，担任主攻部队的南侧警戒。
敌主攻部队部署在诺门罕西南约12公里的海拉斯台音河两岸，其具体位置是：
中路：为第72、64联队，位于海拉斯台音河北岸。
左翼：为第71联队，野炮兵第13联队第1大队，位于海拉斯台音河南岸。
右翼：为第26联队，位于第64联队的北侧（右侧）。
重炮兵第7联队位于海拉斯台音河南北两岸。
野炮兵第13联队、独立野炮兵第1联队、重炮兵第1联队、穆棱重炮兵联队，依次位于步兵第64联队、26联队之间的后侧。
23师团司令部位于穆棱重炮兵阵地以北地区。
师团预备队：步兵第28联队之第2大队。
敌这次进攻，对炮兵的期望很大。关于炮兵的任务，规定为：第1期效率射，首先是消灭苏蒙军的炮兵和摧毁其军桥；接着是掩护步兵出击，和继续消灭对方的炮兵，预定射击持续时间两小时。第2期延伸射击，步兵到达哈拉哈河东岸后，协助其进行扫荡；但重炮兵仍然执行消灭对方炮兵的任务，特别是对方新出现的炮兵，预定射击时间为1小时至1小时20分。
为便于对炮兵部队的指挥，内山英太郎将这5个炮兵联队分为两个炮兵群。
第1炮兵群以野炮兵第13联队之第1大队、重炮兵第1联队、重炮兵第7联队、穆棱重炮兵联队、野战重炮兵第3旅团司令部等单位组成，由畑勇三郎少将任群长。
第2炮兵群以野炮兵第13联队（缺第1大队）、独立野炮兵第1联队组成，由伊势高秀大佐任群长。
直辖部队有炮兵情报第1联队；临时气球中队。
7月23日，天气晴朗，6时30分日军炮兵首先用野炮进行诱致射击，企图侦察苏蒙军各炮群的位置。
果然，苏蒙军进行了反击，日军炮兵情报队和升空的飞机，一一记载和通报了苏蒙军炮兵阵地的方位、距离。
根据这些数据，日军的炮群随即进行了效率射，隆隆之声震天动地，使苏蒙军的炮兵阵地上尘土飞扬，浓烟滚滚，当日军每门炮打完约两个基数的炮弹后（日军规定：山野炮每门1个基数为100发，20厘米口径榴炮、10厘米口径加农炮为60发，15厘米口径榴弹炮为50发，15厘米口径加农炮为30发），苏蒙军的炮火已开始沉寂，日军通过观察，预计对岸苏蒙军约有2个炮兵连已被消灭，5到6个炮兵连已被压制，因而命令在进攻出发地的各联队，一齐出击。
7月23日上午11时，受到炮群射击鼓舞的日军步兵上万人群，象是决堤的洪水，齐喊着：“万岁”，径直冲向苏蒙军的阵地。然而转瞬之间形势骤变，原来沉寂的苏蒙军，其炮火突然遮天盖地地打来，在一线工事中的苏蒙军，以冲锋枪、轻重机枪、12.7毫米大口径的机枪、37毫米口径的机关炮与各种大口径炮及后来到达战场上的CБ轻轰炸机群相互配合，在阵地前组成一道炽热的“火墙”。先头冲上来的日军人群，大部倒于这堵“火墙”之下，有的在尸群中挣扎。
这种突发性的局面，使日军的士兵、军官皆惊慌失措。23师团、第7师团，此时并未下达任何命令，但在横宽约12公里正面上的日军部队，因遭到苏蒙军强烈的反击，而均突然被迫自动停止进攻。
日军以半个月的时间进行准备，并特地增强了炮兵，竟得到这样的结果，矢野音三郎、小松原道太郎根据这样的突发情况，即令部队停止进攻作，24日继续攻击的准备。同时要求重炮兵将位置前移，直接摧毁苏蒙军的第一线工事，以便有效地支援步兵。
内山英太郎，1909年5月毕业于陆军士官学校第21期的炮兵科。他对将重炮兵前移直接支援步兵的做法并无把握，因而与指挥重炮兵的畑勇三郎进行研究，畑勇不同意，理由是：根据他在战场上的观察，从地形和重炮兵担负的任务，要直接支援步兵作战，不仅技术上有困难，且易遭到不必要的损失。
经再次商量，第2天早晨，畑勇才同意将10公分口径的加农炮和15厘米口径的榴弹炮各1个大队的位置前移。
由于临时移动两个重炮兵大队的阵地，整千炮击延至24日上午8时才开始。这次日军以相当的炮兵进行支援，改变了攻击方法。但是在发起进攻后，遇到苏蒙军的强烈反击，所以前进不足1公里即被迫停止。其时各部的伤亡都不小，刚到职仅半个月的第71联队长长野荣二也被击成重伤。当日下午，小松原决定25日继续进攻。
7月25日上午7时，双方的炮击开始，苏军的炮火密度比前两天更大。日军向前推进的两个重炮兵大队，炮和人员几乎损失殆尽。
敌步兵发起攻击后，很快遭到苏蒙军反击而停止，望着对岸仅有三四公里距离的台地，毫无办法。
日军的炮兵观察汽球，25日第1次升空使用，很快就被苏蒙军的3架战斗机一一击破。当天日军的炮兵，发射了约1个半基数的弹药。
25日午后，小松原决定，由23步兵团长小林恒一少将，指挥3个步兵联队及炮兵部队作一次总攻击，企图突破当面苏蒙军的阵地，同时要求关东军拨给一个会战份的弹药（日军的一个会战份弹药：每支步枪300发，每挺重机枪20000发，山野炮每门1700发，10公分以上口径炮每门1500发）。但他此时，接到了关东军于7月24日14时发来的停止攻击，扼守哈拉哈河东岸要点阵地的命令。
连遭损失，战车已所剩无几的安冈正臣之第1战车团，7月25日也接到关东军的命令，要其返回公主岭休整。随之，第23师团等部队，即在诺门罕地区构筑工事进行固守。
（十二）关东军与其大本营的矛盾
从1933年起，日军即全面着手对苏联的战争准备。建筑了由图们经宁安、牡丹江、勃利至佳木斯、伊春、铁骊、绥化的东部铁路，并建成由林口经鸡西市、密山到达乌苏里江岸虎头镇的支线；在北部建成经北安、孙吴至黑河以及由嫩江、霍龙门至黑河的战备铁路；在西部从白城子经索伦、五岔沟至阿尔山的铁路也被全部修通。沿着这些战备铁路的两侧修建了大量的营房、仓库、机场、公路等军事建筑。
在东北内地也耗资巨万，扩建了兵工厂、车辆厂等军工部门。其部队编制，则按战时编组，专门在东部、北部，成立了几个军一级的指挥机构。关东军以临战姿态所需要的一切，其国内无不尽力解决。由于日本宣传机关的鼓吹，“无敌关东军”的雄名几乎传遍了全世界。然而在这次战役中，竟连连失利。
近代作战，突破对方阵地所需的飞机、坦克、大炮，关东军无不具备，但在实战中却都不占优势，关东军的对苏战争中心问题是进攻，进攻的重点是对各个阵地的突破。可是关东军自6月20日直接指挥诺门罕作战以来，对苏蒙军阵地的进攻连连受挫，使其大本营极为失望。
此时的日军大本营，对关东军越权擅自轰炸外蒙的机场；拒绝驻青岛的第五师团增强诺门罕地区；使用象23师团这样的新部队，来解决与日本声誉有关的边境事件。这些使其大本营对关东军极为不满。
可是关东军的那种傲慢不可一世的态度，却有增无减。他们以建立伪满洲国，为日本开辟了数倍的疆土而自负；他们以指使伪满洲国的方式，对待其国内问题；他们以自己是日本在大陆上的主要军事力量，拥有对大陆政策的最后发言权而有恃无恐；对一些重大问题，他们常常以根据现地的判断为理由而自作主张，对抗其国内。当时的关东军，在日本政治生活中，已成为一个特殊有时又是很棘手的问题。其原因除了关东军本身之外，还有日本军界利用这支庞大国外驻军的影响，来提高其在日本政治生活中的地位，有时甚至要挟其国内各界和左右日本政府的政策。
自从6月20日之后，日、苏之间实际已处于正式交战的状态。7月3日，日军渡过哈拉哈河越境进攻之后，苏联空军于7月16日晨，轰炸了齐齐哈尔西南方的富拉尔基江桥。随之，关东军决定在东北的边境附近城市，进行灯火管制。
在此期间。关东军的情报部门，获悉远东地区的苏军已进行动员，东部沿乌苏里江、黑龙江及绥芬河、东宁地区，部分苏军已进入阵地。据此，关东军于7月17日向各军及直属师团，下达了加强战备的命令，对有些部队进行了调动，即：
驻牡丹江的第2师团，沿铁路向东推至下城子、穆棱一线；
驻佳木斯的第4师团，沿铁路向南移至勃利地区；
驻宝清的骑兵第3旅团，向西南移至鸡西市、平阳镇的边境一带。
为加强23师团在诺门罕地区的炮兵火力，关东军将“九·一八事变”时从沈阳兵工厂缴获的三八式野炮中，调10门补充了该部。
日军大本营在分析了日苏关系及根据诺门罕地区的军事情况后认为，该地的战事，短期内不会停止。为加强该地区的作战指挥，于8月4日下令，在海拉尔地区成立第6军，辖第23师团、海拉尔第8国境守备队、在海拉尔地区的第1、第2陆军医院。该军的司令官，由原驻湖北省京山、天门一带的敌第13师团长荻洲立兵中将担任，原驻朝鲜的飞行团长藤本铁熊少将任参谋长。
自第6军成立后，关东军与其大本营的矛盾越来越深。日军大本营的想法是，以一个军专门组织计划、指挥该地区的作战，这样一心专用，也符合日军历来的做法，即根据需要成立军一级的指挥机构，作战结束后，军的单位也随之取消，部队的各项军事工作，由师团为单位组织实施。
对成立第6军这样一级指挥机构，关东军认为诺门罕事件，从开始即由关东军指挥其直辖的第23师团作战。由于战事失利，而突然成立第6军，来隔开关东军的直接指挥，这是对关东军的不信任，有意给关东军难堪。
再就是7月16日，苏蒙空军轰炸富拉尔基江桥后，关东军将东部地区的几个师团前移，同时要求轰炸苏蒙军的后方机场以进行报复。结果其大本营17日的回复则是：……对苏军轰炸事件处理，应本着局部问题就地解决，注意隐忍……；从全局方面看，此种对策（指轰炸苏蒙军后方机场）并不适当……。
关东军的参谋人员接到这份电报后，暴跳如雷。有的认为隐忍，就是对苏军的屈服；对苏军屈服，就是对日本帝国的污辱；对帝国的污辱，就要……。
但不久事情又有变化。原来不同意再轰炸苏蒙军纵深机场的日军大本营，派出了两名参谋即航空主任谷川一男中佐、对苏作战主任岛村矩康少佐到关东军司令部，与关东军的参谋们交换了意见（关东军参谋仍要求轰炸苏蒙军机场，以减轻地面部队的空中压力），又到诺门罕地区视察3天归国进行了回报。之后，日军大本营于8月7日又发出同意轰炸苏蒙军塔木察格布拉克以东机场的电报（当时因飞机不足，延至8月21日才开始轰炸）。
这一下，关东军的参谋人员大为恼火，认为举足轻重的关东军司令部，所提的正式请示竟遭拒绝，在1个少佐、1个中佐来视察后，才又予以同意，这不仅侮辱了关东军司令部，也侮辱了一身三任的关东军司令官。
另外，在7月20日，日军参谋部为研究解决诺门罕事件，通知关东军参谋长矶谷廉介中将回国参加研究。会上按照事先拟制的“事件处理要纲”进行讨论，大意是：
对此一事件，本着局部就地解决的方针，至迟于今年冬季处理完毕。
通过外交途径解决，然后部队撤离该地，如苏军再侵入争议区，视情况进行反击。
空中作战，对越境的飞机应予以打击，只有。满境”遭到轰炸，才可进行空中进攻作战；
……
在这次会议上，矶谷廉介按照一贯的强硬主张，认为关东军这么多的部队为此而牺牲流血，最后竟放弃该地撤回部队，这些他要回长春请植田谦吉司令官决定。对矶谷的这种托词，日本参谋本部、陆军省都极为不快。
7月22日，矶谷离开东京时，其参谋本部仍派谷川、岛村两名参谋再至长春，一是视察战场；二是待“事件处理要纲”下发后，了解在关东军内的反应。
这一下关东军的司令部内，抵触情绪就更大，认为这是强制、监督执行。
由于关东军与其总部在政策上的分歧，做法上的不同，在感情上的对立也日渐加深，以致他们与其总部逐渐互不联系。从7月下旬至8月中旬，他们与其参谋本部既不通电话，也不发电报。此时诺门罕地区的小规模战斗仍然不停，苏蒙军的作战准备仍在紧张的进行。日军通过空中侦察，发现苏军从满洲里西北约120公里的博尔贾至乔巴山的运输汽车队，有时一天竟达千辆左右。苏蒙军的这些动态，关东军都不向其总部报告。并认为离开其总部，关东军的这部军事机器照样可以运转，而且还可以放开手脚，我行我素。
此时日军的大本营与日本政府，正忙于准备在1940年的3月扶植成立统一的汪精卫汉奸政权，和制定新的对华政策；研究将在华北、华中、华南的日军统一编组与指挥等问题。
日军的参谋总长载仁亲王，根据关东军司令部不与参谋本部进行正常联系的情况，确定由负责分管作战的参谋次长中岛铁藏中将至长春，听取关东军的意见和作多方疏通，才在表面上把问题解决。
（十三）苏蒙军反击与日军之被歼
在与日军不断进行小规模战斗的同时，苏蒙军正在以各种隐蔽的方式，进行着紧张的作战准备。拟在冬季到来之前，全歼这批日军，且这次的歼灭作战，在8月中旬的后几天，已经部署完毕。
当时诺门罕地区日军23师团等部队的防御态势是：
（一）搜索队，及配属的两个步兵中队、两个炮兵中队、1个工兵中队、伪满军步兵、骑兵一部，在诺门罕西北约20公里的721高地一带，担任北面侧翼警戒。
（二）第26联队，位于诺门罕以西约15公里的731高地附近，与左侧之第64、72联队，担任海拉斯台音河以北的中间正面防守。
（三）第64联队，位于诺门罕以西约15公里即第26联队之左翼（南侧地区）。
（四）第72联队，位于诺门罕以西约15公里的第64联队之左侧（南侧）至海拉斯台音河的北岸之间。
（五）第8国境守备队、第28联队一部，位于诺门罕西南约18公里的海拉斯台音河的南岸地区之742高地两侧。
（六）第71联队，位于第8国境守备队之左翼（南侧），作为师团南面之侧翼警戒部队。
（七）各炮兵联队，均位于步兵联队之侧后。
（八）师团司令部位于64联队的右侧后方。
（九）预备队由第26联队的两个大队担任，位于师团司令部附近以东地区。
日军所部署的防御，其整个正面宽度达41公里，其纵深为11公里，主力是在诺门罕以西的海拉斯台音河两岸。从7月下旬起，日军即开始构筑较坚固的工事，但尚没有完成。在防御部署上，搜索队与第26联队之间空隙较大，仅有部分伪满军担任警戒。此时在诺门罕地区的作战，已由敌第6军统一指挥。
8月中旬已作好准备的苏蒙军，其进攻计划是：扼守正面；另以优势兵力从日军防守阵地的搜索队北侧和第71联队的南侧，进行大迂回，合拢后予以分割，然后各个歼灭。
苏蒙军的进攻，从8月19日开始，至26日已基本结束，经8天8夜的战斗，全歼敌23师团、第7师团一部及配属的几个炮兵联队，迫使日军退出这一有争议的诺门罕以西地区。
8月19日夜间，苏蒙军首先是以轰炸机群，突然轰炸日军的阵地，至20日拂晓轰炸更为猛烈，然后就是各炮群的连连射击，接着苏蒙军的装甲部队、摩托化步兵，很快向日军的南翼第71联队、北翼的搜索队包围过来，且皆指向诺门罕地区，他们在沿途还插上小红旗，以表示到达的位置。而此时位于正面的苏蒙军，则缓缓向前推进。
诺门罕之战的初期，日军只对苏蒙军的炮兵与步兵的火力密度感到不好对付，8月20日上午，苏蒙军以空军、炮兵、步兵、坦克部队，进行突然、快速的强攻，日军对此则完全出乎预料。此时战场上的制空权，已全为苏蒙军所掌握，每批约20架的轰炸机，由其大批战斗机掩护轮流在日军阵地上空投弹；地面则是大量滚滚而来的苏蒙军坦克部队和摩托化步兵；西岸台地上的若干苏蒙军炮兵群，不停地将炮弹向日军阵地倾泻，使整个日军的阵地上，充满爆炸声。硝烟弥漫，使日军的观察和相互联系都感困难。南侧的第71联队，其通讯线路被炸断后，所派出的传令兵竟因炸烟和黄尘的遮蔽而迷失方向，找不到部队的阵地。
苏蒙军以3个步兵师，2个骑兵师，5个装甲旅，1个机枪旅，1个空降旅以及大量的飞机、火炮，作快速、猛烈的迂回进攻。有战场经验的日军指挥人员对此只是感到形势不利，情况紧张，尚未陷入到一筹莫展或手足无措的程度。
在苏军发起大规模的迂回攻击后不久，23师团严令部队依托阵地进行固守，并于8月20日夜间，即着手组织对苏蒙军的反击。
23师团的反击方案，主张首先打破苏蒙军进攻的一路，对从南面迂回攻击的苏蒙军，进行内线反击。但第6军则主张绕至苏蒙军南面的侧后，与固守的部队配合进行反击，其做法是：将战场的兵力分为阵地固守与反击部队，预定反击日期为8月24日。
阵地固守部队为：井置荣一的搜索队，步兵第64联队，海拉尔第8国境守备队和一部分炮兵。反击部队有：小林恒一指挥的步兵第71、第72联队；第14旅团长森田范正指挥的步兵第26、第28联队；野战重炮兵第3旅团长畑勇三郎指挥的重炮兵部队等。
这些反击部队，从正在进行战斗的阵地撤出，他们要等待移交阵地给接防的单位，处理伤亡人员，要在对方火力下撤出、行军，冲出已遭到的迂回包围。当这些部队到达预定集结地区时，战斗力已大受影响。直到反攻开始时，71联队的1个大队、26联队的全部尚未到达。炮兵也是如此，不但未收到预定的反击效果，反而被全歼。
23师团的反击方案，是以4个步兵联队并列，由炮兵、航空兵支援，从左翼打破从南面一路迂回进攻的苏蒙军，其部署是：以第14旅团的两个联队在左（南侧），23步兵团的两个联队在右（北侧），炮兵部队则在这4个联队的后侧。
8月24日上午9时30分，敌将已到达了两个半联队，投向横宽约3公里的正面进行反击。不久，即遭到苏蒙军依托新设阵地的顽抗，接着苏军的步兵第57师、装甲第8旅、坦克第6旅，蒙军骑兵第8师约200辆装甲车和大批的摩托化步兵，也出现在这批日军的前前后后，作持续猛烈的反击。炮兵还在日军进攻的正面，形成一条“火制”地带，使日军无法前进，并出现了大量的伤亡。当日下午小林恒一被击成重伤，不久，第72联队长酒并美喜雄也因重伤而相继离开战场。
8月24日夜间，敌第6军司令官荻洲立兵，根据战场情况，决定由左翼的第14旅团，继续进行反击，同时令在海拉尔第7师团主力，急速开赴战场。
第14旅团的反击，因苏蒙军的连续进攻，而迟迟未组织好，一直延至25日下午上3时才开始。但很快即遭到苏蒙军的坦克、炮兵、航空兵、步兵的火力阻止，并由反击转为就地防御。傍晚苏蒙军步兵、坦克部队，在炮兵的支援下，攻进了敌第14旅团的阵地，使其产生了混乱。但23师团决定，第14旅团于当夜将部队整顿好，26日继续进攻。
此时森田范正认为，14旅团面对着苏蒙军的优势兵力和装备，经两天两夜的作战，部队减员很大，如再行进攻，应将时间后推至26日的夜间，这样，23师团与第6军根据整个战况，感到进攻无望而决定停止。
敌未能打破苏蒙军的包围，至8月26日，其最后失败已成定局。
当战场情况已呈不利时，关东军于24日决定：调第7师团主力至战场，企图打破苏蒙军的围攻；25日下令调驻牡丹江市以东的第2师团、野战重炮兵联队、速射炮部队至战场；26日情况紧急时，又下令调驻佳木斯、勃利的第4师团急速至诺门罕地区。然而当这些部队相继到达战场时，苏蒙军已对23师团达成了战役围歼。
就在23师团于8月24日进行反击时，苏蒙军的坦克部队于当天从南北两路在日军防守阵地的后方——诺门罕地区汇合，接着就是分割、围歼。
首先遭到围歼的，是最北面的搜索队。苏蒙军以坦克群、密集的炮火、空中轰炸攻向敌这7个中队的阵地。火力最密集的时候，每分钟约有200发炮弹在搜索队阵地上爆炸，所有的工事几乎都被炸平，因前几天大雨，战沟里很潮湿，但敌伤员就在那里进行包扎，弹药也放入了这些壕内。不久，这些壕沟都被炸平，伤员，弹药也被埋入。接着坦克部队在敌阵地上来回冲杀。24日，搜索队尚剩不足三分之一的人员，被迫在无命令的情况下，放弃了阵地。
日军的阵地固守部队，满以为反击部队行动之后，局势就会好转，他们将由守势转为进攻。可是情况正与他们的预料相反，8月26日，苏蒙军紧缩包围圈时，将第26联队的第1大队歼灭，其大队长生田准三少佐被击毙，10公分口径、15公分口径的加农炮部队也被消灭，武器全部丧失，穆棱重炮兵联队长染谷义雄中佐于26日自杀。野战重炮兵第1联队的代理联队长梅田恭三少佐，因感到失败的责任重大，于27日自杀。
第71联队，在26日战斗最激烈时伤亡很大，其联队长森田彻大佐亦于午后被击毙。森田彻是“七·七事变”时驻于北平城内的驻屯步兵第1联队附，是参与该事变的策划者之一。
至9月26日午后，苏蒙军几乎全部占领了日军的阵地，消灭了大部分日军。此时被围在原阵地上的敌步兵第64联队、野炮第13联队，因连续作战人员已所剩无几，但他们仍在作最后的顽抗。
8月26日，诺门罕之战已接近尾声。这时日军第23师团，才最后放弃取胜的希望。为救援作最后抵抗的第64联队、炮兵第13联队，小松原决定，以其手头现掌握的约1500人，即：71联队约500人，72联队约340人，四谷大队约250人，工兵23联队约300人，通讯队约50人。于8月27日夜间21时出发。一起参加小松原救援作战的，还有第6军参谋长藤本铁熊少将。
这支由被打残的各支日军所组成的救援队，在惊恐不已的情绪笼罩下，穿行于苏蒙军新占领的地区，在混乱的战场上，不时受到苏蒙军的警戒部队、装甲部队的攻击，而陆续减员，其前卫队长杉立龟之丞，在战斗中被击毙。
步兵第64联队长山县武光，野炮第13联队长伊势高秀，从收到的电报中，知小松原已率部队前来接应，但等到8月29日上午2时，他们感到救援部队从苏蒙军已占领的地区中通过，将极为困难，且附近不远地区也一直未听到日、苏部队的作战枪炮声，知道救援部队离此尚远，因而决定提前撤离战场向诺门罕地区转移。
日军这两个联队，刚一撤离阵地，苏蒙军紧接着就进行追击、围堵，随之将其打散。山县、伊势立即感到形势的严重，于是令将联队军旗烧毁，将电台砸碎，将密码焚销。随着苏蒙军攻击的加紧，日军这两个联队尚剩的人员，大部被击毙，少数被俘。步兵第64联队长山县武光大佐、野炮兵第13联队长伊势高秀大佐，均在这天的战斗中被击毙，最后64联队仅逃出765人，野炮兵第13联队仅逃出626人。
小松原所率的这支救援部队，利用夜间行动，经数次战斗和险境，至8月29日的天明前，到达了64联队、野炮兵第13联队原来阵地的附近，但这两个联队已于数小时前撤走，并在中途大部被消灭。
当小松原向原地返回时，四周情况已很紧张，他决定再与第6军司令部进行最后一次联络，即把电台破坏，将密码焚烧，并令每个士兵、军官将自己的军衔肩章一律取下销毁。且每个人都携带数枚手榴弹，准备孤注一掷。
这支日军在返回时，又受到苏军的围堵，指挥战斗的第23师团参谋长冈本德三大佐右腿被炸成重伤后，该师团的军医部长村上德治大佐，在紧张的战斗中，于壕沟内用手电筒照明，对冈本的右腿进行了截肢手术。
8月30日，日军这支救援队又遭到攻击，第71联队在这次作战中，到职仅几天的第4任联队长东宗治中佐又被击毙。
小松原的部队，后来已溃不成军而分为小股，在苏蒙军占领区内穿插，有时则匍匐前进，或利用地形进行隐蔽、流窜，最后才得以撤回。
苏蒙军经这次大规模的反击，达到预定目的后，即主动撤回到国境线内阵地，战斗也就停止。
8月29日，日军大本营根据诺门罕战场的不利情况，决定调在我国关内战场驻青岛的第5师团；驻河南开封、新乡地区的第14师团；野战重炮兵第5、第10联队，速射炮9今中队，16个野战高炮队，1个飞行战队，22个汽车中队，以增强诺门罕地区。
这时的关东军亦向诺门罕地区继续增调部队。从孙吴县调来第1师团的1个旅团，从牡丹江调来第2师团，从佳木斯调来第4师团。另调驻绥阳的第8师团一部至海拉尔，调驻宝清的骑兵第3旅团一部至海拉尔以西的扎赉诺尔，以加强海拉尔以西的铁路沿线防卫。企图在诺门罕地区以优势兵力战胜苏军。但在攻势发起前的9月3日被其大本营制止，这时第14师团、野战重炮兵第10联队已到达东北。
9月15日，遭到失败的日本，被迫在莫斯科由其驻苏大使东乡茂德与苏联外长莫洛托夫签订了关于诺门罕地区的停战协定，这是继1938年秋季日军在张鼓峰事件失败后所签的又一次协定。随之，成立了由双方代表参加的停战委员会，以处理停战的有关事宜。
停战委员会的日方总代表为第6军参谋长藤本铁熊，委员由新任第23师团参谋长木村松治郎大佐及外交人员等组成；苏方代表为兵团参谋长鲍格丹诺夫将军；外蒙方面由其总理的代表担任，负责在地图上注记双方停战位置；收容各方的战死者；交换相互被俘人员；树立界碑。
（十四）日军对该事件有关人员之处理与增强关东军的兵力
就在诺门罕战役还在断断续续进行的时候，日军最高军事当局，已在追究与该事件有关的人员，9月7日下达了人事变动命令。
首先其参谋本部的参谋次长中岛铁藏中将、作战部长桥本群少将被免职，并转入预备役，由第4师团长泽田茂中将继任参谋次长，由富永恭次少将任作战部长。
在关东军，将其司令官植田谦吉、参谋长矶谷廉介免职，编入预备役，由驻山西省太原市的第1军司令官梅津美治郎中将继任关东军司令官、陆军大学校长饭村穰中将任参谋长。关东军的作战参谋也大部撤换，其中包括那个诡计多端的辻政信少佐，将其调往驻汉口的第11军司令部。
23师团因各级军官死伤太多，需作很多的各项善后处理，直到11月6日，才下达了由井上政吉中将接替小松原道太郎为23师团长的命令。
第6军司令官荻洲立兵中将，在11月6日亦被撤换，由第2师团长安井藤治中将继任。
在追究中，因遭到苏军坦克部队包围与后方断绝了关系，且人员伤亡太大难以继续作战的搜索队和海拉尔第8国境守备队之一部，这两个部队的部队长，预感将会受到无命令而擅自撤退的追究。搜索队长井置荣一中佐，于9月17日、第8国境守备队的地区队长长谷部理（左容右又）大佐于9月20日先后自杀。于8月24日在反击作战中负伤而进入齐齐哈尔陆军医院的72联队长酒井美喜雄大佐，于9月15日晨在写了遗书之后而自杀于医院。
在收容战死者方面，苏方人员给日军提供不少有利条件，使其寻找到和运走4386具尸体，包括坠死于苏军后方的飞行人员55名。
交换俘虏时，经几多交涉，其焦点是全数交换，还是等数交换，9月27日，日方第1次放回苏军被俘人员87名；9月27日、28日两天，苏方放回日俘88名（内伪满军5名）。以后双方为此于11月29日在赤塔、1940年1月7日在哈尔滨举行会议，直到1940年4月27日，才最后交换完所俘人员。第二次世界大战结束后，有些就是这次日军的被俘人员，以苏联市民身份，携带妻、儿回日本原籍探亲。
日军对其被俘放回的人员，处理得相当严厉，将这些人运送至吉林市以东约70公里的新站（拉法）附近陆军医院后，严禁其外出，亦不准与其他人员交谈，以防吐露苏方优待俘虏等实情。士兵经询问、审查后，分成3至5人为一批，派至边境地区或国防施工单位进行强制劳动；军官经询问、审查后，指出被俘是皇军的污点，为保全其军人的荣誉劝其自裁。结果这些被俘过的军官，回至室内，即以交给的手枪一一自杀。
在1939年初，日军即拟将部分陆军、陆空军集中于东北，加强对苏的警戒兵力，并应付国际上即将出现的新情况，6月7日，正值诺门罕之战初期，日军就令在华北的江桥英次郎中将之航空兵团进驻东北，以后至9月3日，该航空兵团司令部及6个战队由北平等地移至海拉尔地区。诺门罕战事结束后，按照原来向东北集结部队的方案及这次作战后的形势，于1940年的7月以后，将第9、第10、第14以及新成立的第25、28师团调至东北。使关东军由1939年底的9个师团，至1940年底则增为11个师团。
航空兵部队在诺门罕事件结束后，除战斗机第9战队回朝鲜的会宁、第59战队回武汉之外，其余的战斗机第1、轻轰炸战斗第27、轻轰炸战斗第31、战斗机第64、重轰炸第98这5个战队，都留于东北转属关东军，依次驻于接近苏联的哈尔滨、嫩江、东京城、延吉、敦化机场。另于9月19日调驻南京的战斗机第77战队，进驻至黑龙江省德都县的龙镇机场，编入第9飞行团；以增强空中对苏的作战力量。
关于诺门罕地区的国境线，直至1940年6月9日，双方才最后确定。因这次日军是处于战败地位，当然主要是按苏蒙军的主张而划定。
（十五）日军的伤亡、武器损失情况
诺门罕之战，按日军统计，日军被击毙7696人，另有1021人生死不明。这些被击毙的人员中，有百分之三十七点三死于枪击；而遭航空炸弹、炮兵部队、坦克部队击毙的竟高达百分之六十二点七。日军共被打伤8647人，其中百分之三十五点九是枪伤，而百分六十四点一是炮击和航空炸弹所伤。从以上数字看，苏蒙军的重武器给日军所造成的伤亡，已将近轻武器的二倍。由于战场的气候、居住条件、过分劳累、缺乏饮水等原因，日军有2350人患病。
以上数字，与第一次世界大战中1914年的作战双方，遭枪击而伤亡的人员达百分之七十五，而炮击及其它重武器所造成的人员伤亡仅为百分之二十五的比例相比，形成了鲜明的对照。
伤亡最严重的是第23师团，该师团出动的部队共为15975人，结果战死4976名；战伤5455人；生死不明的639人；得病的1340人。总计减员为12410人，占其总人数的百分之七十七。23师团的军官伤亡也很大，步兵大队长以上（包括3名参谋）17人，战死6人，战伤8人；步兵中队长43人，战死11人、生死不明1人、负伤19人；步兵小队长（排长）232人，战死91人、战伤90人，仅剩51人。
据日军统计，诺门罕作战，使它的步兵伤亡达到了最高的比例，近百分之八十；以往步兵在日俄战争中、伤亡只占总人数百分之十四点四；在青岛对德作战中，伤亡只占总人数百分之九点二；台儿庄、徐州作战中，伤亡只占总人数达百分之五点九：而张鼓峰事件，苏方空、地炮火已大为加强，而日军的伤亡，也仅占总人数的百分之二十四点七。
参加过诺门罕作战尚存的日军，对苏蒙军猛烈的炮火和坦克群摩托化步兵，从两翼以惊人的快速迂回包围，仍记忆犹新，惊骇不已。
日军的火炮损失也打破其历史记录，82门大口径火炮（10公分以上口径），被苏蒙军击毁43门，在撤退中自己破坏了20门，最后仅剩19门，损失高达百分之七十七。而日俄战争中的辽阳会战共5天，火炮损失仅为百分之二；沙河会战共7天，火炮损失为百分之二；沈阳会战共13天，火炮损失也仅为百分之二而已。
（十六）成立诺门罕研究委员会
日军经在诺门罕地区的几个月与苏蒙军大规模作战失败后，受到很大冲击，一向持“皇军不可战胜”这一观点的日军各级指挥机关，其所受的冲击就更大。为了正视存在的问题，从各方面研究苏军，日军大本营决定成立“诺门罕研究委员会”。任命一些军事上有专长与了解苏军情况的人为委员，从11月中旬至12月下旬，分别在长春、海拉尔等地，进行调查研究，并于1940年的1月，向陆军大臣畑俊六、参谋总长载仁亲王、教育总监山田乙三提出了调查报告。其内容包括日、苏两军的战略战术、编制、装备、动员、物资器材、训练、情报、通讯、供应、卫生等方面的比较。在战略战术方面，日军认为在诺门罕地区的失败，主要是由于仅相信传统的精神威力，而忽视武器装备的加强，并指出，日军对第一次世界大战的战史，在认识上和研究上都不足，在改进方面就更不彻底，尤其是在增强火力方面。
