得到了授权和援军的关东军，把第二十三师团派往了交战地区，配属部队还有第七师团一个联队，任务是消灭诺门坎地区的苏蒙军，夺回丢失的满洲国领土。
应该说，这次日军还是作了充分准备的，为了对付苏军坦克，植田谦吉下令第二飞行集团和日军唯一的第一战车师团配合作战。
结果，第二飞行团抵达海拉尔机场完成集结后的第二天，就与苏联空军发生空战，损失30架战斗机，苏军损失四十架战斗机。紧接着，没过几天，日军第二飞行集团成功偷袭苏联红军远东地区三个机场，摧毁苏军飞机据日军飞行员报告是124架，实际上是150架。
日军航空兵的行动，等于是深入苏联国土作战，把边界冲突上升到了侵略战争。这样一来，诺门坎战役想不打也不行了。
感觉到解除了空中威胁，关东军司令部就开始催促第二十三师团尽快发动地面进攻，全歼诺门坎地区的苏蒙军。
这场会战一开始就注定了日军必然失败。苏联方面，在远东机场遭到日军空袭后，红军炮兵司令沃罗诺夫、装甲兵司令巴甫洛夫、空军代理司令鲍尔吉金等全部去了哈拉哈河前线视察。西伯利亚空军被调去支援，坦克，火炮通过铁路源源不断地送往前线。朱可夫甚至调来了48名参加过西班牙内战的白俄罗斯老飞行员充实空军力量。而日军方面，根本没有意识到苏联红军是要一战打掉日军北上的梦想，还想着仅凭小松原道太郎指挥的部队就能消灭诺门坎地区的苏蒙军呢。开往前线的部队，由于缺乏汽车，士兵们需要背负30斤重的辎重在草原上行军，掉队的几乎达到一半以上，打败仗也就成了必然。
就是在这种情况下，第二十三师团师团长小松原道太郎中将发动了对诺门坎地区的攻击。
此时，诺门罕前线的日军兵力除了二十三师团和第7师团的第26联队、第28联队的一个加强大队外，另有战车第一师团第四旅团的第3、4联队，野炮兵第1联队，工兵第24联队，外加一个飞行师团，一个汽车联队。军备大致有212门火炮，速射炮（反坦克炮）128门、山炮24门、野战炮36门、九o式野战炮24门，飞机180架，坦克82辆，装甲车26辆，汽车400辆。
小松原道太郎中将制订了两岸夹击苏蒙军的作战方案，计划以日军第7师团的步兵第26、28联队一个大队为主力，从哈拉哈河上游渡河，进入西岸哈玛尔达巴山，歼灭苏蒙军炮兵阵地，居高临下以炮轰东岸苏蒙军阵地；将军庙的第23师团和第1战车师团及满洲国兴安骑兵师（团编制），从正面进攻哈拉哈河东岸的苏蒙军，形成夹击，全歼苏蒙联军。
计划是不错的，开局也是不错的，7月3日凌晨，日军第七师团第26联队和第28联队一个大队，顺利偷渡哈勒欣河，强攻巴英查岗山，由于日军的兵力优势，加上蒙军准备不足，日军上午就占领了巴英查岗山及其邻接地区，防守的蒙第6骑兵师撤到巴英查岗山西北地区。但蒙军第6骑兵师的顽强抵抗，为朱可夫赢得了几个小时的宝贵时间。在哈勒欣河对岸担任正面进攻的日军在安冈中将指挥下，经过30分钟炮火准备，集中了87辆中、轻型坦克和37辆装甲车，在第23师团步兵联队、骑兵联队的配合下，分左、右两线发起进攻接连突破了两道苏军步兵防线。
但是，接下来日军的攻势就被遏制住了，亲自赶到巴英查岗山地区的朱可夫下令所有飞机出动，轰炸渡河偷袭占领巴英查岗山的日军，并调动重炮部队炮击日军集结地。日军的正面攻势也被苏军密集的炮火阻击在了苏军第三道防线前。
到了上午10点45分，苏军发动反攻，重型坦克每间隔5米一辆，轰鸣着向日军扑去。密密麻麻的轰炸机掠过草原，炸毁了日军架设的浮桥和桥头镇地。小鬼子哪里见过这种阵势，只能咬着牙坚持，拼命使用反坦克火炮对抗苏军塔克和装甲车。要说日军的战果也不错，击毁了上百辆苏联装甲车和坦克。但是，苏军全是机械化部队，坦克、装甲车组成了一股钢铁洪流，日军无论如何是挡不住的。在苏军两路分别迂回到第二十三师团师部附近和第七师团渡河偷袭部队渡口的时候，日军不得不败下阵来。占领巴英查岗山的日军缩进了山里，正面进攻的第二十三师团步兵联队和坦克部队被苏军分割。
夜里，第1战车师团第4旅团在指挥官玉田大佐率领下，利用大雨成功夜袭苏军第36摩托化步兵师的炮兵阵地，击毁苏军122榴弹炮6门，玉田部只损失了一辆坦克，第2中队指挥官藤喜久中佐阵亡。
第二天，双方动用一千辆坦克在方圆七公里的草原上展开坦克大战，到5日黎明前，日军的进攻被彻底粉碎，丢下一地尸体，退回出发阵地。
缺少装甲部队支持的小松原道太郎没有办法，连续几天组织部队渡河夜袭，都被苏军打回，战场进入相持状态。
关东军司令部的会议就是讨论诺门坎前线战事。
听了参谋长矶谷廉介中将的报告，植田谦吉虽然心里后悔，但是还是把目光投向了在座的军官们，想看看这些军官们有何见解。
见司令官的目光扫了过来，第一师团长岗部直三郎中将知道这是让