6月29日，日軍第1裝甲師團（第3、4坦克聯隊）趕到諾門坎前線，第23師團的64、71、72聯隊，第64騎兵聯隊殘部，第7師團第26聯隊、第28聯隊的一個加強大隊，獨立野炮第1聯隊和野炮第13聯隊，日軍工兵第23、24聯隊，還有一個汽車聯隊都相繼到達前線。日軍擁有大炮212門，反坦克炮128門、山炮24門、野戰炮36門、90式野戰炮24門，飛機180架，坦克82輛，裝甲車26輛，汽車400輛。
蘇聯也在加緊備戰。1939年6月1日，朱可夫將軍奉命赴莫斯科報到。6月2日，朱可夫來到蘇聯國防人民委員會，伏羅希洛夫元帥向他宣布調令，調任第57特別軍軍長。
6月5日，朱可夫趕到該軍軍部，聽取了軍區委員會的戰報。6月8日，國防人民委員會發布命令，解除第57特別軍軍長費克連科的職務，由朱可夫繼任。
在認真研究和分析前線形勢後，朱可夫向國防委員會遞交一份急報：“第57特別軍的兵力難以阻擋日軍的進攻，尤其是日軍很可能同時在其他方向發動進攻。請求增加兵力固守哈拉哈河東岸的登陸場，同時做好從縱深進行反突擊的作戰準備。”
很快，國防人民委員會完全同意朱可夫的行動計劃。朱可夫還向國防委員會請求增援不少於3個步兵師和1個坦克旅的兵力，以及增援炮兵和航空兵。國防委員會同意滿足朱可夫的要求。在增派的空軍中，包括21名蘇聯王牌飛行員，由白俄羅斯軍區著名飛行員斯穆什克維奇領隊，同時還投入了最先進的N-16和歐型飛機。
6月22日，實力大增的蘇聯遠東空軍與日軍航空兵戰成平手。隨著後方源源不斷地充實遠東空軍，遠東空軍的實力逐漸超過了日軍航空兵。
6月27日，日軍100多架飛機空襲遠東蘇軍的3個機場，事後日軍向關東軍司令部報告擊落了99架蘇機，擊毀地麵蘇機25架。
7月1日，空戰一直在進行，但蘇聯空軍仍沒能奪取製空權。
7月2日，日本陸軍發起大規模攻勢，而朱可夫要求的增援還未到達。
日軍總指揮小鬆原製定了兩岸夾攻蘇蒙聯軍的戰略方案：一路日軍第7師團的第26、28聯隊從哈拉哈河上遊渡河，攻打西岸哈瑪爾達巴山，占領山上的蘇蒙聯軍的炮兵陣地，然後炮轟哈拉哈河東岸的蘇蒙聯軍陣地。另一路日軍第23師團和第1坦克師團以及“滿洲國”興安騎兵師，進攻哈拉哈河東岸的蘇蒙聯軍，兩路日軍形成夾攻之勢。
7月3日淩晨，日軍第26、28聯隊，在小鬆原率領下偷渡哈勒欣河，攻打巴英查崗山。上午，日軍攻占巴英查崗山及其附近地區，外蒙軍騎兵第6師退守巴英查崗山西北地區。
朱可夫接到外蒙軍的報告後立即趕赴巴英查崗山地區，他派出偵察群後，命令炮兵第185團的重炮營炮轟日軍集結地。他派河東岸的摩托裝甲第9旅的炮兵炮轟巴英查崗山上的日軍，又派蘇軍飛機全部起飛轟炸日軍。
10點45分，蘇蒙聯軍展開了反攻。蘇軍飛機轟炸了日軍通過的浮橋和橋頭陣地，而蘇軍裝甲部隊起到了關鍵作用。日軍沒有料到如此少的蘇軍還敢反攻，日本的反坦克火炮摧毀了近百輛蘇軍裝甲車和坦克。但又有幾百輛蘇軍坦克和裝甲車滾滾撲來，日軍傷亡慘重。中午，蘇軍裝甲部隊插入日軍防線。蘇軍裝甲部隊一部繞到渡口處的日軍第7師團26聯隊附近，切斷日軍的補給線。蘇軍裝甲部隊一部擊潰日軍第28聯隊，小鬆原剛要切腹自殺時，一小隊攜帶反坦克炮的日軍炮兵暫時緩解了防線的壓力，該小隊炮兵最後僅剩6人，小鬆原率殘部撤到山上。
負責正麵進攻的日軍第23師團和第1坦克師團在安岡中將率領下，分左、右兩路進攻。兩路日軍快速推進，但到第三道防線時遭到蘇軍火炮的阻攔。日軍坦克和步兵聯隊被蘇軍分割，日軍始終無法突破蘇蒙聯軍的第三道防線。
7月4日，被困在山上的小鬆原率殘部組織的反攻均被蘇軍擊退。5日下午，蘇軍奪回巴英查崗山頭。小鬆原率殘部逃回對岸和安岡會合。
7月7日，空戰再次進入高潮。朱可夫派人加緊修築河岸工事，焦急地等待援軍到來。當時，日軍仍在兵力上占有絕對優勢。蘇蒙聯軍損失慘重，若不是靠幾百輛裝甲車和坦克，蘇蒙聯軍早已被擊潰。
朱可夫連續擊退日軍於8、9、10日的猛攻。之後，日軍再也消耗不起兵力和彈藥，開始休整。
7月15日，蘇軍援兵全部趕到。第57特別軍整編為第1集團軍，朱可夫出任司令員。第1集團軍下轄第36師、第57師、第82師，裝甲部隊有第11坦克旅，第7、8、9摩托裝甲旅，第212空降兵旅。
7月23日，得到補充的日軍集中80多門重炮發射了15000多發炮彈，日軍想壓製蘇軍的炮火。不料，蘇軍報之以更加猛烈的炮擊。蘇軍用了半個多月的時候修建了縱深3公裏的堅固工事。日軍進攻部隊遇到了蘇軍裝甲部隊的強大阻力，一直沒有占到便宜。