Командование 5-й отдельной армии еще в начале февраля 1921 г. располагало сведениями о возможном вторжении частей генерала Унгерна фон Штернберга и своевременно приняло меры по оказанию противодействия противнику. Части 35-й стрелковой дивизии были спешно сосредоточены южнее озера Байкал. Дивизион Рокоссовского, совершив тяжелый переход от станции Мысовск через хребет Хамар-Дабан, прибыл 10 апреля в станицу Желтуринская, которая располагалась на р. Джида. 29 апреля бойцы дивизиона впервые столкнулись с одним из отрядов Азиатской конной дивизии, пытавшимся проникнуть на советскую территорию. После получасовой перестрелки враг отступил на территорию Монголии.
В конце мая в район станицы Желтуринская вышла 2-я конная бригада (два полка, китайский дивизион, монгольские подразделения) генерала Резухина. Начальник 35-й стрелковой дивизии К. А. Нейман немедленно стянул в этот район основные силы дивизии. Рокоссовский получил задачу провести 30 мая разведку противника. Эскадрон, направленный Константином Константиновичем, наткнулся в 18 верстах к югу от Желтуринской на крупный отряд противника и завязал с ним перестрелку. Пробиться через заставы врага эскадрону не удалось, и, выделив для наблюдения за противником 12 бойцов, он вернулся к главным силам дивизиона. В этот же день был обстрелян разъезд кавалеристов в другом месте. «В общем, наблюдается со стороны противника разведка небольшими частями в районе Желтуры, – докладывал Рокоссовский начальнику дивизии, – по-видимому, с целью нападения на таковую [34] ».
Рокоссовский не ошибся – 31 мая бригада Резухина сбила заставы отдельного кавалерийского дивизиона и заняла кожевенный завод в девяти километрах от станицы Желтуринская. Рокоссовский немедленно принял меры для обороны станицы. Выслав разведку для установления сил противника, он привел в боевую готовность весь личный состав дивизиона, приказал занять позиции и в случае наступления противника упорно обороняться. Одновременно договорился о взаимодействии с командирами стрелковых частей. Утром следующего дня Рокоссовский предпринял наступление на кожевенный завод и отбросил от него противника. Однако к вечеру подошли главные силы бригады Резухина. С 9 часов утра 2 июня бой возобновился. Используя подвижность своей конницы и малочисленность красноармейских частей, Резухин нанес поражение подразделениям 311-го стрелкового полка в пяти верстах южнее Желтуринской и вышел на ближние подступы к станице, где был остановлен.
После перегруппировки своих сил генерал Резухин в два часа дня возобновил наступление. Он сумел отрезать от основных сил и окружить 2-й батальон 311-го стрелкового полка. И только подход 35-го отдельного кавалерийского дивизиона позволил восстановить положение. В ожесточенной схватке с казаками был убит конь Рокоссовского, а сам он был ранен в ногу. Несмотря на это, Константин Константинович пересел на другую лошадь и продолжал руководить боем. Казаки начали поспешно отступать. Рана, полученная Рокоссовским, оказалась очень серьезной. Пуля перебила кость. В тот же день, сдав дивизион своему заместителю И. К. Павлову, Рокоссовский убыл в госпиталь, находившийся в Мысовске. Здесь он находился почти два месяца. За бой под станицей Желтуринской Константин Константинович был награжден вторым орденом Красного Знамени.
Пока Рокоссовский лежал в госпитале, части 5-й отдельной армии, НРА ДВР и Монгольской народно-революционной армии (МНРА) нанесли поражение Азиатской конной дивизии, и ее остатки отступили на территорию Монголии. Для преследования был сформирован экспедиционный корпус из состава сил 5-й отдельной армии под командованием К. А. Неймана, который 6 июля вступил в Ургу. Однако генералу Унгерну удалось отойти с 1-й конной бригадой в район Ахай-Гун-Хуре, где к нему присоединилась 2-я конная бригада генерала Резухина. Затем противник обошел с запада 105-ю стрелковую бригаду и долинами рек Джида и Селенга 21 июля начал продвижение на Верхнеудинск (Улан-Удэ).
В конце июля казачьи отряды приблизились к Мысовску. Рокоссовский, получив известие об этом, потребовал, чтобы его немедленно выписали из госпиталя. Врачи не смогли противостоять решительному командиру. Через несколько дней Константин Константинович, еще не оправившийся полностью от ранения, прибыл в район боевых действий. Здесь он сформировал сводный отряд (около 200 сабель, 500 штыков, два орудия) из тыловиков и выздоравливающих красноармейцев. Во главе этого отряда Рокоссовский выступил через хребет Хамар-Дабан навстречу врагу. Однако принять участие в боевых действиях ему не пришлось. Войска 5-й отдельной армии во взаимодействии с партизанским отрядом П. Е. Щетинкина в ожесточенных боях 5—7 августа разгромили части Азиатской конной дивизии. Генерал Унгерн 22 августа был взят в плен монголами и выдан партизанам. 15 сентября по приговору Чрезвычайного ревтрибунала Сибири Унгерн фон Штернберг был расстрелян в Новониколаевске (ныне Новосибирск). Разрозненные остатки его войск, бежавшие в Восточную Монголию, были рассеяны и уничтожены конницей НРА ДВР и МНРА. Только отдельным группам удалось уйти в Маньчжурию и Западную Монголию.