更重要的是，俄國和陝軍一樣，沒有幾架飛機，而且他們不認為陝軍的飛機是他們的對手，第一次隻派出了八架戰鬥機，所以損失慘重。陝軍派出了十四架戰鬥機和四架轟炸機的陣容。蘇俄同樣也是隻有不到二十架的戰鬥機在遠東，在兩場空戰之後，蘇俄擊落了陝軍兩架飛機，而他們自己卻是損失了十一架。
在取得了製空權之後，陝軍的轟炸機開始對蘇俄的地麵部隊進行轟炸，並對貝加爾湖鐵路和在貝加爾湖冰麵上運輸物資的蘇俄後勤部隊進行了連續的轟炸。
其實這些損失對於蘇俄來說完全是能夠承受的，而且限於補給線的漫長，陝軍的空軍即將陷入沒有航彈可用的尷尬境地。但是戲劇性的一幕出現了，本來已經和蘇俄實現了停戰的日本卻是突然參戰了。他們向已經放棄了的赤塔進攻，並且在苦戰之後奪取了赤塔，並繼續沿著鐵路線東進，讓剛剛把首都由上烏金斯克（烏蘭烏德）搬到赤塔的遠東共和國又遷了一次都，搬回了上烏金斯克。
同時，在蘇俄進攻剛開始的時候，趙仁傑就開始向國內宣傳，通報蘇俄侵略蒙古的罪行，引發全國的一直聲討。不過也隻是聲討，離的蒙古最近的東三省已經@獨@立了，根本不會派兵。而直係曹錕方麵的部隊則是借口沒有糧餉，不能支援。最後還是洛陽的吳佩孚親自帶著張席珍旅從洛陽出發，順帶捎上保定的楊清臣旅還有第三師其他所屬的騎兵團、炮兵團、並其他特種兵部隊，先到張家口，而後沿張庫公路向庫倫增援過來。
其實吳佩孚剛從張家口出發不久，蘇俄就已經退兵了。他們不能同時對付兩個敵人，於是派人和陝軍談判，停止雙方的交戰狀態。
趙仁傑一邊和蘇俄談判，一邊大肆盛讚吳佩孚的愛國表現。最後，蘇俄承認包括唐努烏梁海地區的蒙古完全屬於陝西的勢力範圍，蘇俄尊重陝西對蒙古的控製。趙仁傑想要更一步，要蘇俄確認蒙古，包括唐努烏梁海地區是中國的領土的時候，卻是遭到了蘇俄強硬的拒絕，他們認為趙仁傑沒有代表中國政府的資格。
但是趙仁傑要外交部派人來與蘇俄談判的時候，蘇俄卻是不同意與中國政府談判。所以趙仁傑也隻好見好就收，和蘇俄簽訂了一個蒙古問題解決協定。
這次大戰得到好處最多的就是日本和吳佩孚了。日本又重新占領了赤塔，在與蘇俄的談判上又占據了極大的優勢，至少表麵上是這樣，這個就不說了。
吳佩孚不但得到了全國的讚譽，還把第三師給全部從曹錕的手裏拿回來了。曹錕麵對吳佩孚的陽謀，那是一點兒辦法都沒有，隻能看著吳佩孚將他的起家部隊——第三師又給拿走了。他要是反對的話，那一個賣國賊的帽子就給他扣上了。
吳佩孚也是心虛，所以在到庫倫待了幾天之後，就帶著第三師繞道綏遠，陝西，然後回洛陽，沒敢從直隸地界上過。