К 8 вечера 25 мая 6-я кавалерийская дивизия занимала оборону:

15-й кавалерийский полк (60 сабель, четыре станковых пулемета, одно 45-мм противотанковое орудие) — 6–8 км северо-западнее Номон-Кан-Бурд-Обо.

17-й кавалерийский полк (80 сабель, два станковых пулемета, одно 45-мм противотанковое орудие) — 6 км западнее Номон-Кан-Бурд- Обо.

Сводный эскадрон (60 сабель, четыре станковых пулемета) — на южном берегу реки Хайластын-Гол (6 км юго-западнее Номон-Кан- Бурд-Обо).

Маневренная группа (три взвода, два станковых пулемета) — в 5 км восточнее устья реки Хайластын-Гол.

Артиллерия дислоцировалась на опорном пункте, 8 км восточнее устья реки Хайластын-Гол. Бронедивизон — на западном берегу реки Халхин-Гол, у устья реки Хайластын-Гол, откуда вел разведку на восток и север.

Отряд Быкова переправился на восточный берег Халхин-Гола с задачей выйти на линию 6-й кавалерийской дивизии монгольской армии: одной ротой — на левый фланг 15-го кавалерийского полка, другой ротой — на правый фланг сводного кавалерийского эскадрона.

До 20 мая действия японской авиации, в основном, выражались в бомбардировке отдельными самолетами погранчастей МНР. К 21 мая японцы, сосредоточив в районе боевых действий до двух-трех рот бомбардировочной и истребительной авиации, начали проявлять большую активность. 22 мая во второй половине дня произошел первый воздушный бой. В этот же день японцы сбили советский самолет Р-5, работавший по связи с 6-й кавалерийской дивизией. Одновременно японская авиация начала действовать над полем боя и производить глубокую разведку тыловых районов.

С повышением активности японской авиации командование особого корпуса, располагая данными о переброске новых авиачастей противника в район боевых действий, начало сосредотачивать воздушные силы на территории МНР. 70-й истребительный авиаполк (38 истребителей И-15) и 150-й смешанный полк (СБ и Р-5), дислоцировавшиеся на территории МНР, подтянулись ближе к линии фронта. К 26 мая из Забайкальского военного округа на аэроузел в район Тамцак-Булак перебросили 22-й истребительный авиаполк, в составе которого было 63 истребителя И-15 и И-16. Еще через несколько дней в Монголию прибыл 38-й бомбардировочный авиаполк в составе 59 двухмоторных бомбардировщиков СБ.

Теперь перейдем к дипломатическому аспекту конфликта. 19 мая 1939 г. японский посол в Москве господин Того был вызван на Кузнецкий Мост, в Народный комиссариат иностранных дел, где Молотов от имени советского правительства сделал ему официальное заявление: «Мы получили сведения о нарушении границы Монгольской Народной Республики японо-маньчжурскими войсками. Поскольку между СССР и МНР имеется пакт о взаимопомощи, то по поводу указанного нарушения границы МНР я должен сделать послу заявление. За последнее время, 11–12 мая и позже, имел место ряд нарушений границы МНР японо-маньчжурскими частями, которые напали на монгольские части в районе Номон-Кан-Бурд-Обо, а также в районе Донгур-Обо.

В воинских частях МНР имеются раненые и убитые. В этом вторжении в МНР участвовали также японо-маньчжурские самолеты. Имеются, таким образом, грубые нарушения границы МНР и другие недопустимые действия со стороны японо-маньчжурских частей. Я должен предупредить, что всякому терпению есть предел, и прошу посла передать японскому правительству, чтобы больше этого не было. Так будет лучше в интересах самого же японского правительства».

Японский посол немедленно передал в Токио текст заявления советского правительства. Но японское правительство даже не удосужилось ответить. Еще бы! 20 мая на совещании пяти японских министров было принято решение о присоединении Японии к военному пакту Германии и Италии. В такой ситуации командующему армией требовался хоть небольшой успех, чтобы оказать нужное воздействие как на колеблющихся членов собственного кабинета, так и на Германию. Теперь оставался «последний довод королей» — большие пушки.

С 25 мая 1939 г. японцы приступили к сосредоточению в районе Номон-Кан-Бурд-Обо больших сил из состава 23-й пехотной дивизии и маньчжурской конницы, объединенных в сводный отряд под командованием командира 64-го пехотного полка Ямагата.

К 27 мая японцы подтянули в район Номон-Кан-Бурд-Обо 64-й пехотный полк (без двух батальонов), разведывательный отряд 23-й пехотной дивизии, 8-й маньчжурский кавалерийский полк, часть 1-го и 7-го кавалерийских полков и до 40 самолетов.

На рассвете 28 мая японо-маньчжуры начали внезапное наступление и, оттеснив монгольский 15-й кавалерийский полк и левофланговую роту отряда Быкова, глубоко охватили левый фланг всех частей, находившихся на восточном берегу Халхин-Гола, угрожая переправе. Монголо-советские части, плохо управляемые, в беспорядке отошли на Песчаные бугры, в 2–3 км северо-восточнее устья реки Хайластын- Гол, где и задержали наступление противника.

В это время 149-й стрелковый полк, подошедший на автомобилях из Тамцак-Булака, не дождавшись сосредоточения всех сил, с хода вступил в бой. Подразделения 149-го полка действовали неорганизованно, без взаимодействия с артиллерией. Управление боем было организовано плохо, а с наступлением темноты и вовсе утеряно. Бой с отдельными группами шел всю ночь.

На рассвете 29 мая была установлена связь с командным пунктом 57-го особого корпуса, который в это время расположился в Тамцак- Булаке.

С утра 29 мая части, приведенные в порядок, возобновили наступление с целью отбросить противника за государственную границу МНР. К 16 часам 29 мая 149-й стрелковый полк достиг высоты Ремизова, но дальше продвинуться не мог.

В это время наблюдатели донесли о том, что с востока подходят автоколонны противника. Начальник оперативной группы сделал вывод, что противник подбросил свежие силы, и отдал приказ на отход на западный берег Халхин-Гола. Этот приказ был утвержден командиром 57-го особого корпуса. Части начали отходить на западный берег неорганизованно, при выходе из боя ими никто не управлял. Командование корпуса не было в курсе происходившего боя.

В оперсводке № 014 штаткор доносил, что наши части отошли на западный берег реки Халхин-Гол под натиском противника, тогда как противник, истощенный боями, оставив прикрытие из снайперов, сам поспешно уходил за границу на тех машинах, подход которых был обнаружен наблюдателями. Наша разведка не сумела раскрыть ухода противника за границу до 3 июня, и только 3 июня разведка 149-го стрелкового полка установила, что противника на территории МНР нет.

В первых же воздушных боях выявилось превосходство японской авиации. Первое боевое столкновение советской истребительной авиации с истребителями противника произошло в 12 ч. 20 мин. 22 мая. С советской стороны в бою участвовали три истребителя И-16 и два И-15, со стороны японцев — пять истребителей И-96. В этом бою сгорели один И-16 и, предположительно, один японский истребитель.

27 мая эскадрилья И-16 в составе восьми самолетов находилась в засаде с задачей при появлении воздушного противника взлететь и уничтожить его. Всего за этот день эскадрилья произвела четыре вылета по тревоге. При первых трех вылетах встреч с противником не было, но зато два летчика сожгли моторы своих машин. Во время четвертого вылета у командира эскадрильи не запустился мотор. Он приказал летчикам, которые запустили моторы, взлететь раньше его. Летчики взлетели и взяли курс в сторону фронта. Командир эскадрильи, запустив мотор, взлетел последним. Шесть истребителей И-16 следовали на фронт по одному, по два, на маршруте к фронту набирая высоту. На фронте эти самолеты-одиночки, находясь на высоте 2000–2200 м, встретились с двумя звеньями истребителей противника, которые шли в строю. После первых атак, произведенных нашими самолетами, бой превратился в преследование, так как наши самолеты после первой же атаки, сделав перевороты, стали уходить, а противник, находясь выше, преследовал их до аэродрома и даже расстреливал после посадки.