Посол Того сообщил внешняя Монголия во избежании войны должна немедленно выполнить все требования руководства Маньчжуого.
Советско-монгольские войска 18 декабря для прикрытия границы выдвинули все оставшиеся части 6-ой усиленной кавалерийской дивизии Монгольской Народно-революционной армии в составе 15, 17-го кавалерийских полков и сводного кавалерийского эскадрона, а также стрелково-пулеметный батальон 11-й танковой бригады, усиленный ротой бронемашин, саперной ротой и 76-мм батареей на механической тяге.
Кроме того на участок вооруженного вторжения выдвинулись части и подразделения оперативной группы советских войск в Монголии, выделенные из 11-й танковой бригады.
Быков выслал на восточный берег Халхин-Гола взвод разведки, который 18 декабря был обстрелян японцами. Тогда монгольские части 6-й кавалерийской дивизии и советский сводный отряд, переправившись через реку, заняли оборонительную позицию в 10 километрах от государственной границы Монголии на ее Тамцак-Булакском выступе.
К 19 декабря у государственной границы Монгольской Народной Республики в районе Номон-Хан-Бурд-О6о японцы сосредоточили уже значительную группу из состава 23-й пехотной дивизии и баргутской конницы под общим командованием командира 64-го пехотного полка 23-й пехотной дивизии Ямагато.
В группу входили: часть 64-го пехотного полка, разведывательный отряд 23-й дивизии под командованием подполковника Адзума, моторизованная рота под командованием капитана Ковано, 8-й кавалерийский полк и подразделения 1-го и 7-го кавалерийских полков баргутской конницы.
Советско-монгольские части расположились по обе стороны реки Хайластын-Гол: на правом фланге - 3-я рота стрелково-пулеметного батальона 11-й танковой бригады; в центре, в 8-9 км юго-западнее, западнее и северо-западнее Номон-Хан-Бурд-Обо, - сводный кавалерийский эскадрон, 17-й и 15-й полки 6-й кавалерийской дивизии; на левом фланге, в 8-9 км северо-западнее Номон-Хан-Бурд-Обо, - 2-я рота стрелково-пулеметного батальона 11-й танковой бригады. Части были вытянуты по фронту на 16-20 км.
1-я рота пулеметно-стрелкового батальона, саперная рота, 76-мм батарея, а также артиллерийский дивизион 6-й кавалерийской дивизии Монгольской Народно-революционной армии находились на западном берегу Халхин-Гола, около переправы.
Получив дополнительные сведения о сосредоточении японских войск на сопредельной стороне, штаб 57-го особого оперативного корпуса Советских войск принял меры по усилению прикрытия государственной границы МНР в районе Тамцак-Булакского выступа. По тревоге была поднята 9-я мотоброневая бригада, которая походным маршем прибыла в город Тамцак-Булак. Ее передовые подразделения подошли в район боев к исходу дня 19 декабря.
Соединения и части первого механизированного корпуса в городе Кяхта были подняты по тревоге еще 17 декабря и начали подготовку к совершению марша в район боевых действий.
9-я мотоброневая бригада 57-го особого оперативного корпуса Советских войск в Республике Монголия прошла 700 километров пути по степи за 13 дней. 17 декабря из Улан-Батора вышла колонна машин 149-го стрелкового полка 36-й мотострелковой дивизии. Мотострелки проделали путь в 1060 километров за 11 дней.
И к новому году практически весь состав 57 особого оперативного корпуса Советских войск в Республике Монголия был сосредоточен у государственной границы Монголии.
Однако противник превосходил наши части по количеству штыков в 2,5 раза, в саблях - в 3,5 раза, по количеству танков и бронемашинам - в 5-6 раз. Однако по количеству орудий и пулеметов силы сторон были равны. Крупномасштабные бои еще не начались, но готовые к бою войска уже стояли напротив друг друга.
Японцы подвели к границы 20 тысяч солдат, а советско-монгольскя группировка состояла из 11 тысяч человек. При том основные силы и японской Квантунской армии и Дальневосточного советского фронта находились еще в базах и казармах почти в 1000 километров от линии соприкосновения. Но войска первого механизированного корпуса советской армии дислоцируюшиеся в г.Кяхта уже были приведены в полную боевую готовность, прошли этап боевого слаживания и готовились к совершению марша в район боевых действий.
На рассвете 30 декабря 1939 года японцы перешли в наступление, имея целью окружить и уничтожить советско-монгольские части, выдвинутые на восточный берег Халхин-Гола. В то же время до 40 самолетов японской авиации приступили к нанесению бомбовых ударов по переправе, тылам и расположению советско-монгольских войск. Однако уйти японским самолетам не дали, в начале их встретило дежурное звено истребителей И-16, а уже через сорок минут после начала бомбардировок в воздухе появилась советская истребительная эскадрилья в составе 18 самолетов. Результаты воздушного боя были впечатляющими, советские модернизированные 'Ишачки' с 1000 сильными двигателями М-62 и 20 мм авиационными пушками ШВАК просто снесли японскую авиацию с неба, в первом же бою сбив 22 бомбардировщика. Но для наших ястребков бой тоже был тяжелым, еще через тридцать минут над полем боя появились 28 японских истребители и навалились на наших, которые вдруг начали выходить из боя и уходить, при этом потеряв 7 самолетов.
Как потом оказалось наши истребители стремясь сбить как можно больше японских бомбардировщиков потратили почти весь боекомплект, вот тут то и появились японские истребители, и нашим пришлось убегать.
Звоночек был серьезный и Зинченко пропесочил начальника авиации 10 авиационной армии, приказав организовать боевое дежурство и смену авиационных частей на поле боя.
Идея была простой, каждый час взлетали по одной эскадрильи и шли на боевое дежурство над районом боевых действий, и в какой то момент получалось, что наших самолетов собиралось аж до 40 единиц за раз. Воздушные бои как в кино велись, не прекращаясь, весь световой день, после чего уже в ночных условиях появлялись японские бомбардировщики и сбрасывали бомбы наугад примерно в район советско-монгольских позиций. Однако уже на третий день удалось проследить маршрут полета японской бомбардировочной авиации и после установления точного места дислокации японского аэродрома по нему был нанесен удар советскими бомбардиковщиками ДБ-3, понятно, что тоже ночью и бомбы сыпали наугад, но эффект был неплохой, почти два дня японская авиация в небе не появлялась, вероятнее всего перемещалась на запасные аэродромы.
Главный удар противник нанёс 4 января 1940 года своим правым флангом. Одновременно баргутская конница, наступая по южному берегу Хайластын-Гола с юго-востока, должна была содействовать окружению.
На разведывательный отряд подполковника Адзума и моторизованную роту капитана Ковано была возложена задача обойти левый фланг советско-монгольских частей, выйти им в тыл на переправы через Халхин-Гол и отрезать пути отхода.
Весь день 4 января бои носили исключительно упорный характер. Стоявшие в центре полки монгольской кавалерии не выдержали удара превосходящих сил японцев и баргутов и стали отходить. 15-й кавалерийский полк отошел к своему командному пункту, второй - к берету речки Хайластын-Гол. В такой ситуации пришлось отходить и ротам сводного отряда старшего лейтенанта Быкова. Одна из рот была развернута фронтом на север, другой роте пришлось отбивать наскоки баргутской конницы силой в один полк.
Под вечер советско-монгольские войска отошли к линии песчаных холмов в 2-3 километрах от устья Хайластын-Гола (то есть реки Халхин-Гол) и стали закрепляться на этой позиции, рыть окопы. 2-я рота отряда Быкова отошла к высоте Дунгур-Обо, отстоявшей от берега Халхин-Гола на 4 км, и закрепилась на ней.
Японцы так и не смогли окружить советские войска. Когда в ночь с 4 на 5 января они на машинах попытались выйти к переправе вдоль восточного берега Халхин-Гола, то попали под огонь 76-мм артиллерийской батареи старшего лейтенанта Ю.Б. Бахтина. Его орудийные расчеты находились на правом берегу, но при виде подходившей к переправе колонны вражеских машин с пехотой Бахтин по своей инициативе переправил орудия на противоположный берег. Орудийные расчеты повели огонь прямой наводкой. В бой у переправы вступила саперная рота и 1-я мотострелковая рота.
