В своём очередном приказе № 0093 от 24 августа Жуков опять даёт указание о том, что «…армейская группа полностью ликвидирует остатки южной группировки противника, занимает и подготавливает исходное положение для уничтожения группировки противника севернее реки Хайластын-Гол». От полковника Потапова потребовали, чтобы он, объединив войска группы, в 14.00 атаковал и полностью уничтожил противника южнее Хайластын-Гола (56). Но выполнить эту задачу 24 августа также не удалось, и ожесточённые бои по овладению высотой «Зелёная» продолжались ещё несколько дней.
К началу августовской операции советское командование добилось существенного превосходства в воздухе. ВВС 1-й Армейской группы имели к 20 августа три истребительных и три бомбардировочных полка, а также ночную группу тяжёлых бомбардировщиков. На вооружении этих частей было 311 истребителей в основном новых систем И-16 и И-153, 181 бомбардировщик СБ и 23 тихоходных тяжёлых бомбардировщика ТБ-3 в ночной группе. Всего 515 боевых самолётов. Японская авиация к 20 августа была сведена в 10 боевых авиационных отрядов. На вооружении этих частей было 162 истребителя И-97 и 112 бомбардировщиков Р-97. Всего ориентировочно 300 боевых самолётов (57).
Одновременно с ожесточёнными боями на земле в конце августа шли не менее ожесточённые бои в воздухе. Японская авиация стремилась добиться хоть каких-то успехов. Но учитывая почти двукратное превосходство нашей авиации, ей этого не удалось. Воздушные бои были жаркими, и в некоторые дни в воздухе кружились десятки советских и японских самолётов. К концу августовской операции японское командование начало массированную бомбардировку позиций и тылов наших войск. Для предотвращения этих операций нужно было нанести мощные удары по маньчжурским аэродромам, расположенным у границы. Но на проведение подобной операции ни Штерн, ни Жуков без согласия Москвы не решались. И поэтому 30 августа Жуков и Никишев отправили телеграмму Ворошилову: «Противник под прикрытием большой группы истребителей с большой высоты непрерывно бомбит наши части. Прошу разрешения применить авиацию для уничтожения авиации противника на ближайших аэродромах». Но Ворошилов, наверняка посоветовавшись со Сталиным, не дал согласия на применение авиации по японским аэродромам. Конфликт на земле был уже закончен, а раздувать новый конфликт в маньчжурском небе в Москве не хотели. Ответ из Москвы был кратким: «Действия нашей авиации ограничить пока территорией МНР…» (58).
Утром 24 августа полки 14-й пехотной бригады Квантунской армии, спешившие из Хайлара на помощь окружённым японским частям, подошли к монгольской границе. В полдень, после артиллерийской подготовки, японские войска ринулись в атаку на позиции 80-го стрелкового полка, прикрывавшего границу. Советские бойцы мужественно отбивали все атаки. На следующий день им на помощь подошли два танковых батальона. Их появление изменило положение. Японские войска не выдержали стремительной танковой атаки и отошли на маньчжурскую территорию. По приказу командования в этот район был переброшен ещё один стрелковый полк. Два полка и два танковых батальона надёжно прикрыли этот участок границы.
Южнее Хайластын-Гола японские войска к 25 августа удерживали лишь сильно укреплённые позиции на сопке «Песчаная» и на высоте «Зелёная». Здесь оборонялись два полка 7-й пехотной дивизии. Командование 1-й Армейской группы приняло решение в первую очередь уничтожить окружённые японские войска на южном участке, а затем, используя освободившиеся части, ликвидировать окружённую японскую группировку севернее Хайластын-Гола. Советские войска начали атаки на японские позиции. Никаких надежд на прорыв извне у японских войск уже не было, и они думали теперь лишь о том, как вырваться из кольца окружения.
26 августа попытки японских войск прорваться к своим окружённым частям также закончились поражением. Чтобы воспрепятствовать нарушению японскими войсками государственной границы МНР, Жуков отдал 27 августа приказ о создании вдоль неё линии обороны: траншеи полного профиля, соединённые ходами сообщения, три противотанковых района в местах, удобных для продвижения танков, несколько рядов проволочных заграждений перед передним краем. Все эти оборонительные сооружения должны были надёжно закрыть границу на случай новых провокаций японских войск. После боёв 24–26 августа японское командование до самого конца операции уже не предпринимало попыток деблокировать свои окружённые войска.
Японские части, оборонявшиеся на сопке «Песчаная» и высоте «Зелёная» и ослабленные попытками прорыва из окружения, были атакованы полками 57-й и 82-й стрелковых дивизий и к вечеру 27 августа были разгромлены. К утру 28 августа вся территория МНР южнее Хайластын-Гола была очищена от японских войск. Полки советских дивизий начали переправляться на северный берег реки, чтобы ударом с юга уничтожить последний узел обороны японских войск на высоте Ремизова. Второй этап августовской операции закончился.
28 августа начался заключительный этап операции. К этому времени советская артиллерия разбила почти все орудия на высоте Ремизова. У японской пехоты для обороны остались только пулемёты и несколько миномётов. Её положение было безнадёжным, поэтому группа японских солдат и офицеров численностью около 500 человек попыталась выбраться на восток по северному берегу Хайластын-Гола. Группу обнаружили, и для её ликвидации было послано два батальона 293-го стрелкового полка. На берегу реки японских солдат и офицеров окружили. Предложение о сдаче было ими отвергнуто, и после яростного рукопашного боя они были уничтожены.
Уничтожив противника и очистив территорию МНР, войска перешли к обороне на линии госграницы. Были созданы два боевых участка. На правом боевом участке 8-я кавалерийская дивизия вместе с приданным ей кавалерийским полком и броневым дивизионом 5-й кавалерийской дивизии МНРА обороняла участок границы между высотами Эрис-Умлин-Обо и Хулат-Улиин-Обо, прикрывая правый фланг группировки восточнее Халхин-Гола. От высоты Хулат-Улиин-Обо до Хайластын-Гола оборонялись части 57-й стрелковой дивизии с двумя танковыми ротами и двумя артиллерийскими полками. Оборону на левом боевом участке севернее Хайластын-Гола держали части 36-й стрелковой дивизии и 5-й стрелково-пулемётной бригады. Эти части поддерживали артиллерийский полк и две танковые роты. Левый фланг прикрывали конники 6-й кавалерийской дивизии МНРА. В резерве командующего 1-й Армейской группы была 82-я стрелковая дивизия, 7, 8 и 9-я мотоброневые бригады, а также 6-я танковая бригада и 212-я авиадесантная бригада. Такое расположение частей обеспечивало устойчивую оборону в районе Халхин-Гола (59).
Августовская операция дорого обошлась советским войскам. В отчёте штаба 1-й Армейской группы были приведены цифры потерь. В августе части потеряли: убитыми — 507 человек начальствующего состава и 1303 рядовых. Раненых — 1717 человек начальствующего состава и 5836 рядовых. Всего — 7553 человека. Если к этому добавить 131 командира и бойца, пропавших без вести, то общие потери составят 9494 человека. Это была цена победы в августовских боях (60). Такими были данные сразу же после операции. Через многие годы, когда появился официальный сборник документов: «Гриф секретности снят», в нём были опубликованы более точные данные о наших потерях на Халхин-Голе. В этом сборнике говорилось, что на основании последних исследований российских военных историков войска Красной Армии в ходе этих боёв потеряли: безвозвратные потери — 7974 человека и общие санитарные потери — 15 925 человек.
У Константина Симонова в поэме «Далеко на Востоке», написанной в 1939 г. сразу же после халхингольских событий, есть одно место, которое очень точно характеризует обстановку, связанную с награждением бойцов и командиров, отличившихся в этих боях: «… Он просто счастливец, который где-то, когда-то, сделал что-то такое, за что дают ордена». В монгольском небе и на берегах Халхин-Гола шли ожесточённые кровопролитные бои, в которых участвовали сотни танков и самолётов, десятки тысяч бойцов и командиров, а на страницах центральных советских газет изредка появлялись только скупые сообщения ТАСС. Ни одного описания боя, ни одной корреспонденции из Монголии ни в июне, ни в июле, ни в августе в газетах не появилось, хотя корреспонденты на Халхин-Голе были.
