Тем временем другие разведывательные группы ночью 4–5 июля сообщили командиру 2‑го батальона, что мост Кавамата, по–видимому, слабо защищен. Советские войска, очевидно, считали, что мост достаточно защищают проволочные заграждения, которые японцы прозвали «рояльными струнами». Эта тонкая, почти невидимая проволока лежала свернутой в траве или в углублениях в земле, и могла опутать ноги не заметившего ее пехотинца, или, если он полз, его плечи и торс. Хотя японцам приходилось сталкиваться с подобными заграждениями у Чжангуфэна почти год назад, они, похоже, так и не разработали адекватных контрмер, чтобы ускорить преодоление солдатами этих препятствий, способных причинить болезненные травмы.
На основании этих разведданных майор Кадзикава назначил атаку на предрассветное время 5 июля. В условиях плохой видимости из–за небольшого дождя на рассвете Кадзикава направил вперед свои 5‑ю и 7‑ю роты. По оценкам японских офицеров им противостояли до трех рот советских солдат при поддержке 15 танков. 7‑я рота вскоре установила связь с подразделениями 64‑го пехотного полка на своем левом фланге. Майор Кадзикава, верхом на коне для большей мобильности, принял прямое командование 7‑й ротой, чтобы лично контролировать проведение атаки и поддерживать связь с 64‑м полком.
Используя складки местности, песчаные дюны и низины для укрытия, 5‑я и 7‑я рота с применением тактики огня и маневра продвинулись примерно на 1500 метров. Стрелкам приходилось занимать ближайшие подходящие укрытия и оттуда вести огонь по вражеским огневым точкам, чтобы прижать огнем советские пулеметные расчеты и позволить другим японским солдатам продвигаться дальше.
После стычек двух предыдущих дней бой 5 июля оказался для японцев совсем другим. На этот раз советские войска сражались упорно и решительно. Когда 5‑я рота попыталась обойти левый фланг противник примерно в 2000 метров к северу от моста Кавамата, на нее обрушился сильный артиллерийский огонь. Потом появились советские танки и начали из пушек и пулеметов обстреливать наступающих японцев. 7‑я рота при поддержке тяжелых пулеметов, действуя на правом фланге советских войск смогла прорвать две линии обороны советских внешних позиций, но усиливавшийся огонь танков и артиллерии также наносил атакующим тяжелые потери.
Огонь советской артиллерии продолжал усиливаться, особенно артиллерии с высокого западного берега Халхи, обстреливавшей продольным огнем 2‑й батальон по оси атаки. Обстрел был так силен, что отряд Ясуоки прекратил наступление и отошел на исходные позиции. 2‑й батальон 28‑го полка продолжал наступление, и ему удалось подойти примерно на 1800 метров к цели — мосту Кавамата, но к тому времени потери японцев, особенно от огня советской артиллерии, были высоки. Младший лейтенант Нисиномэ, командир 2‑го взвода 6‑й роты был убит пулеметным огнем, когда вел свой взвод в атаку на советскую траншею. Кроме того, люди были сильно измучены из–за тяжелой жары (34 °C). Жара, яркое солнце и клубящаяся пыль и песок, поднятые разрывами снарядов, вызывали мучительную жажду, которую невозможно было утолить во время напряженного боя на истощение.
Японское наступление 3–5 июля 1939 г.
5 июля, когда 2‑й батальон испытал на себе всю силу советской обороны, противоречия между доктриной и реальностью поля боя стали очевидны. У Чжангуфэна японские пехотинцы прорывали слабо защищенные советские позиции, вытянутые в одну линию. У Номонгана же советская оборона состояла не из одной линии. Японцы наткнулись на эшелонированную оборону. Прорвать внешнюю линию не означало добиться успеха, потому что советские солдаты отходили на подготовленные позиции под прикрытием огня автоматического оружия по перекрывающим участкам. После этого советская артиллерия, пристрелянная по оставленным позициям, могла обстреливать занявших их японцев, увеличивая их потери.
После того, как японцы прорвали внешнюю оборону, сопротивление противника усилилось, советские войска получили подкрепления, вероятно, из 149‑го мотострелкового полка 36‑й мотострелковой дивизии. 15 советских танков контратаковали 5‑ю роту, но батарея из четырех 37‑мм пушек, включенная в состав 2‑го батальона, стреляя с дальнего расстояния, добились попадания в один танк, который загорелся. Комбинация сильной жары, пожароопасного бензина и уязвимых двигателей на советских танках стала причиной больших потерь советских войск в танках на ранних стадиях боя. Остальные танки отошли, но советская артиллерия обстреливала японскую пехоту, не давая передышки. Отойдя из–под огня 37‑мм пушек, танки стали обстреливать японских солдат из своих пушек и пулеметов, нанося новые потери.