朱可夫的这些要求很快得到批准，总参谋部立刻增派了空军力量，其中有21名荣获苏联英雄称号的飞行员，并送来了现代化的伊—16和“鸥”型飞机。

　　从6月中旬起，蒙古上空展开了一场空前残酷的战斗。双方展开大机群作战，飞机多达二百多架。日军统帅部动用了最好的飞行员，企图夺取制空权，但未能得逞。苏联飞行员严密封锁领空，草原上不时腾起一个个黑色浓烟的烟柱，日军飞机一架接一架被击毁。22日到26日的空战中，日军共损失64架飞机。

　　日本关东军飞机的活动目的很明显，想挫伤苏联空军力量并夺取制空权，以保障其部队将要进行的大规模进攻战役。

　　日军指挥部打算，于7月上半月完成进攻战役，以便在秋季到来之前结束蒙古人民共和国境内的全部军事行动。日军指挥部对自己的胜利十分有把握，他们甚至把一些外国新闻记者和武官邀请到作战地区，观看他们的胜利进军。

　　7月2日，日陆军乘夜暗偷渡了哈勒欣河，并向蒙军骑兵第6师驻地发起进攻。由于日本在数量上占有优势，在7月3日拂晓前占领了巴英查岗山及其邻近地区。

　　形势发生了严重变化。鉴于这种紧急情况，朱可夫命令苏方所有预备队立即出动，向巴英查岗山方向挺进并向敌人进攻。当时，日军在巴英查岗山集中了1万余人，而苏军只有1000多人。日军拥有近100门火炮和60门反坦克炮，而苏军只有50门火炮，其中还包括从哈勒欣河东岸进行支援的火炮。

　　但苏方投入战斗的有坦克第11旅的近150辆坦克，有摩托化装甲第7旅的154辆装甲车，还有装备45毫米加农炮的蒙军装甲第8营。

　　朱可夫决定利用装甲坦克兵团这一王牌，从行进间歼灭刚刚渡河的日军，不给敌人以喘息之机。7月3日9时15分，朱可夫命令坦克第11旅，在航空兵掩护下加速前进，不迟于10时45分向敌人发起进攻。

　　上午10时45分，150辆坦克一起向日军发起冲击。在敌阵地上摆着160门火炮，在匆匆构筑起来的掩体里藏着日本兵，他们用5米长的竹杆举着地雷。苏军坦克兵用火力和履带摧毁日军炮兵，使日军仓皇失措，到处乱跑乱窜。

　　7月4日，战斗继续激烈进行到5日凌晨，敌人最后被粉碎，日军仓皇向渡口退去。但他们自己的工兵，由于害怕苏方坦克的突破，已把渡口炸毁。日军军官全副武装跳入水中，结果大部分都被溺死。

　　战场上，日军几千具尸体，大量被击毙的马匹，狼藉不堪，一堆堆被击毁的火炮，机枪和车辆铺满了巴英查岗山。在几天的空战中，日军损失飞机45架。其中包括20架俯冲飞机。

　　巴英查岗山一仗，是红军积极防御作战的典范战例。红军粉碎了日军的重兵集团并守住了哈勒欣河东岸的防御阵地，从而大大鼓舞了红军和蒙军的斗志。巴英查岗山的作战经验表明，一支善于同空军和机动炮兵协同作战的坦克摩托机械化部队是实施快速作战行动的决定性因素。

　　8月12日，日军一个加强步兵团，在22架轰炸机的支援下卷土重来向蒙军阵地发起强攻，占领了战线南端的大沙高地，并沿全线积极建立防御。

　　苏蒙军指挥部抓紧进行总攻准备工作，预计8月20日前发起总攻，以最后粉碎入侵的日军。

　　朱可夫认为，能否达到战役战术的突然性，是决定这次战役胜败的决定因素。必须以突然的行动歼灭敌军，使其无法反击。这时朱可夫特别注意到，日军没有良好的坦克兵团和摩托机械化部队，无法迅速从次要方向调来部队抗击红军的突击集群。

　　兵不厌诈，为了达到战役的突然性，必须隐蔽行动，造成敌人错觉。为此，红军专门拟制了欺骗敌人的计划，如发布假情报，使敌人弄不清真实意图。这些措施给敌人造成一种印象，似乎红军没有任何进攻性质的准备，进行的仅仅是防御性工作。

　　为了有效地迷惑敌人，苏蒙军的一切运动、集中、变更部署都在夜间进行。部队夜间调动也以各种嘈杂音响如飞机飞行、火炮、机枪等射击作掩护。各部队严格按照调动计划制定的时间表制造各种嘈杂声音。

　　为做好保密工作，朱可夫决定在集团军群司令部内，总攻计划由司令员、军事委员、政治部主任、参谋长和作战部长亲自拟制。各兵种司令员和首长、后勤部长只根据司令员批准的计划分别制定有关计划。战役计划、命令、战斗号令及其他作战文书的打印只由一名打字员负责。

　　这一系列伪装措施收到了预期效果。当8月20日苏蒙军队发起合围并歼灭日军的总攻时，日关东军许多将官和校官还在后方休假呢。

　　清晨5时45分，开始炮火准备，红军炮兵突然向敌人开火。紧接着150架轰炸机在100架歼击机的掩护下猛烈轰炸日军阵地。炮火准备和空中轰炸航空火力准备持续了三个小时。然后，部队沿70公里正面发动全面进攻，红军坦克在两翼冲破了日军的防御阵地，机械化部队和蒙古骑兵跟在坦克后面，迅猛冲向敌阵。

　　21日和22日进行了激烈战斗，敌人在大沙地域进行顽抗，朱可夫当即下决心从预备队中抽出摩托化装甲第9旅投入战斗，并加强部分炮兵。到8月26日，完成了对日军第6集团军的合围，26日以后，开始分割歼灭被围的敌军集团。

　　日军极为顽固个个都是亡命徒，常常战至最后一人。日军当局告诉士兵，“他们当了俘虏也得被枪毙，而且在枪毙前还得折磨个半死。”这类恐吓宣传对士兵的拼死反抗是起了作用的，当然他们也有胆小鬼。记得8月的一天，天刚亮，一名被蚊子咬得不像样子的日本兵被押进了观察所。朱可夫问这个日本兵，他是怎么搞成这个样子的？日本兵回答说，他和另一个士兵昨天黄昏受命躲在芦苇里，暗中监视苏军的行动，但没有给他们防蚊用具。

　　连长命令他们在芦苇中不许乱动，以免被发现，夜间成群结队的蚊子扑来，他们咬紧牙关忍受着蚊子的叮咬，一动不动地待到第二天早上。这个日本兵说：“可是俄国人一喊话，端起了枪，我就举手投降了，因为我再也忍受不住这种折磨了”。

　　通过审讯，朱可夫了解到这个日本士兵被俘的那个地区的日军情况，为了让他开口，朱可夫特下令给他半杯伏特加酒。可这个日本兵看了看这杯酒，却对朱可夫司令说：“请您先喝一口，我害怕中毒。我父亲只有我一个儿子，父亲开一个百货店，我是他惟一的继承人。”真是岂有此理，令人啼笑皆非。

　　1939年8月30日，侵入蒙古的日军第6集团军被全部歼灭。这一事实，迫使日军当局重新考虑对苏联武装力量威力和战斗力的估计，特别是对苏联军人政治上坚定性的估价。国防人民委员伏罗希洛夫在11月7日的命令中写道：“哈勒欣河战斗的参加者——战士和指挥人员获得了真正的荣誉。参加哈勒欣河作战的军队，表现出英勇和自我牺牲的精神，卓越地执行了战斗命令，应受到嘉奖。”

　　蒙古人民尊重和热爱的领袖乔巴山于八月份来到哈马尔—达巴山上的他们的指挥所时，向苏军和朱可夫司令员表示感谢，并称赞朱可夫是蒙古人民的忠实朋友。