Весь июнь в период затишья японские войска сосредотачивались у монгольской границы. «К 1 июля их сосредоточение закончилось. К этому времени штаб Квантунской армии разработал план операции, которая получила наименование „Второй период номонханского инцидента“. Идея плана была аналогична идее майской операции: наступление правофланговой ударной группировки с целью окружения и разгрома советско-монгольских войск на восточном берегу Халхин-Гола. Но на этот раз задача ставилась шире, чем в майских боях. Вместо наступления по восточному берегу реки предусматривалась переправа на западный берег, выход к центральной переправе и окружение, и разгром советско-монгольских войск. Затем предполагалось произвести расширение плацдарма западнее Халхин-Гола для последующих действий и разгрома подходящих из глубины резервов советско-монгольских войск. В соответствии с этими задачами проводилось и сосредоточение японских войск у монгольской границы» [76].
В ударную группировку японских войск в районе Халхин-Гола входили: вся 23-я пехотная дивизия в составе 64, 71 и 72-го пехотных полков и 23-го кавалерийского полка, 7-я пехотная дивизия в составе 26-го и части 28-го пехотных полков, 3-й и 4-й танковые полки, хинганская кавалерийская дивизия в составе трёх кавалерийских полков, полк баргутской конницы, два артиллерийских полка, а также другие кавалерийские, артиллерийские и инженерные части, 21 953 штыка и 4768 сабель. Советские части имели, исходя из штатного состава, 11 184 штыка и около 1000 сабель. Ближайшие резервы, которые могли быть брошены советским командованием в бой, находились в Тамцак-Булаке в 140 километрах от линии фронта. У противника было превосходство в живой силе и артиллерии двойное, в противотанковой артиллерии – четверное. При равенстве в пулемётах мы имели 186 танков и 266 бронемашин против 130 танков в японских частях. Японские войска прикрывали с воздуха пять авиационных бригад, в составе которых имелось 225 истребителей и бомбардировщиков [77].
В ночь со 2-го на 3-е июля войска генерал-майора Кобаяси форсировали реку Халхин-Гол и после ожесточённого боя захватили на её западном берегу гору Баян-Цаган, находящуюся в 40 километрах от маньчжурской границы. Сразу же после этого японцы сосредоточили здесь свои главные силы и стали чрезвычайно интенсивно строить фортификационные сооружения и возводить эшелонированную оборону. В дальнейшем планировалось, опираясь на господствовавшую над местностью гору Баян-Цаган, ударить в тыл оборонявшихся на восточном берегу реки Халхин-Гол советских войск, отрезать и в дальнейшем уничтожить их [78].
На восточном берегу Халхин-Гола также начались ожесточённые бои.
«Соотношение сил в бою на Баин-Цагане по архивным данным было следующим: наши войска имели 1560 штыков, 1956 сабель (6-я кавалерийская дивизия) и 4414 бойцов и командиров других родов войск, 38 орудий, а также 182 танка и 154 бронемашины. Противник имел 6000 штыков, 250 сабель и 1320 бойцов и командиров других родов войск. Соотношение сил было примерно равным. Но противник имел 98 орудий полковой и дивизионной артиллерии и 50 противотанковых пушек. Танков и бронемашин на Баин-Цагане у него не было» [79].
В 11 часов 3 июля к Баин-Цагану подошли батальоны 11-й танковой бригады и сразу же без подготовки после длительного марша с ходу атаковали японские позиции. Ждать, когда подойдёт мотопехота, и провести совместную атаку времени не было. Командир корпуса взял на себя всю полноту ответственности за такое смелое решение. Уже после войны в 1950 г. в беседе с Константином Симоновым Жуков вспоминал о событиях 3 июля: «…Я принял решение атаковать японцев с ходу танковой бригадой Яковлева. Знал, что без поддержки пехоты она понесёт тяжёлые потери, но мы сознательно шли на это. Бригада была сильная, около 200 танков. Она развернулась, и смело пошла. Понесла большие потери от огня японской артиллерии, но – повторяю – мы к этому были готовы. Около половины личного состава бригада потеряла убитыми и ранеными и половину машин. Но мы шли на это. Ещё большие потери понесли советские и монгольские бронечасти, которые поддерживали атаку танковой бригады. Танки горели на моих глазах. На одном из участков развернулись 36 танков, и вскоре 24 из них уже горели. Но зато мы полностью раздавили японскую дивизию» [80].
Сражение у Баян-Цагана продолжалось день и ночь 3 и 4 июля. В отдельные моменты в небе над горой Баян-Цаган находилось до 300 самолетов воюющих сторон [81]. И только к утру 5 июля японские части дрогнули и начали отступать с вершины по крутым скатам к переправе через Халхин-Гол. Под ударами советско-монгольских частей отступление переросло в паническое бегство. Переправлялись на восточный берег под огнём советской артиллерии и танков, теряя сотни убитых и раненых.
Победа советско-монгольскими частями у Баин-Цагана была одержана дорогой ценой. 11-я танковая бригада, наносившая главный удар по японским частям, потеряла половину личного состава и 82 танка. Не меньший урон понесли другие советские и монгольские броневые части. Всего в июле, в основном на Баин-Цагане, потери составили 175 танков и 143 бронемашины [82].
Это был первый крупный успех советско-монгольских войск за полтора месяца боёв. О дальнейших попытках переправиться через реку и захватить плацдарм на западном берегу не могло быть и речи. Однако сбросить советско-монгольские войска в Халхин-Гол и захватить монгольскую территорию к востоку от реки, рассчитывали по-прежнему.
События на монголо-маньчжурской границе показали, что там ведётся необъявленная война, которая в любой момент может охватить огромные территории.
По линии НКВД И. В. Сталину было доложено, что в Монголии «предательство» и что комдив Жуков «преднамеренно» бросил в бои танковую бригаду без разведки и пехотного сопровождения (что и соответствовало действительности). Для расследования действий комдива Жукова в район боев направляется следственная комиссия во главе с заместителем наркома обороны, командармом 1-го ранга Г. И. Куликом [83].
Прибыв на место боев, Кулик стал вмешиваться в оперативные дела 57-го особого корпуса.
8 июля японская сторона начала активные действия. Ночью они повели наступление крупными силами на восточном берегу Халхин-Гола. 12 июля сложилось критическое положение. Кулик в своём донесении Ворошилову 14 июля дал следующую оценку событиям этого дня: «12 июля являлось критическим днём и могло кончиться для нас потерей техники, артиллерии, а также значительной части людского состава, если бы противник повторил контратаку, потому что мы занимали кольцеобразный фронт, уцепившись за западные скаты бугров, и наступление противника на переправу грозило полным пленением и разгромом наших сил, так как никаких резервов для парирования не было» [84].
На следующий день Кулик, как старший по званию и должности на Халхин-Голе, исходя из общей обстановки дал указание ночью 13 июля вывести главные силы, технику, артиллерию на западный берег реки, оставив по одному усиленному батальону для обороны переправ на восточной стороне и