Инцидент у горы Номон-Хан, который в Советском Союзе впоследствии стали называть боями на Халхин-Голе – по названию протекающей в этом районе реки – начался 12 мая 1939 г. Полк монгольской кавалерии переправился через реку Халхин-Гол, чтобы дать возможность своим невысоким мохнатым лошадкам спокойно попастись в широкой степи. Затем он продвинулся на расстояние около двадцати километров от реки, считавшейся японцами пограничной, до большой деревни под названием Номон-Хан, которая, по мнению Монгольской Народной Республики, находилась на линии границы. Маньчжурские подразделения Квантунской армии отбросили монгольских кавалеристов обратно к Халхин-Голу, после чего монголы контратаковали. Стычки и перестрелки продолжались около двух недель. Подтянулись подразделения Красной Армии. 28 мая 1939 г. советские и монгольские части уничтожили японское подразделение приблизительно в 200 человек и несколько устарелых бронеавтомобилей. В середине июня бомбардировщики ВВС Красной Армии совершили ряд налетов на японские цели и одновременно с этим советские войска, совершив стремительный бросок, захватили Номон-Хан.
Вслед за этим началась быстрая эскалация конфликта. По настоянию Жукова, прибывшего в зону конфликта 5 июня, части Красной Армии в районе боевых действий были усилены войсками Забайкальского военного округа. Главной проблемой, с которой столкнулись части Красной Армии, было то, что они действовали на расстоянии более 650 км от ближайшей железнодорожной станции. Это создало огромную транспортную проблему, так как грузовикам, перевозившим грузы по грунтовым дорогам, необходимо было целых пять дней на поездку в обе стороны. Однако это существенное препятствие привело и к тому, что японцы недооценили истинную боеспособность подразделений, стянутых Жуковым в этот район.
Японцы выдвинули к Номон-Хану 23-ю дивизию под командованием генерал-лейтенанта Мититаро Комацубара и некоторые подразделения 7-й дивизии. Квантунская армия также потребовала значительно увеличить присутствие японской авиации в воздухе для поддержки своих войск. Это вызвало озабоченность в Токио. Генеральный штаб издал приказ, запрещающий ответные удары, и объявил, что высылает своего офицера, чтобы тот докладывал в Генштаб о происходящем. Эти новости подстегнули командование Квантунской армии начать и попытаться завершить операцию до того, как Генеральный штаб сможет ограничить свободу их действий. Утром 27 июня японская авиация стала бомбить советские базы на территории МНР. В Генеральном штабе в Токио, узнав об этом, были вне себя от ярости, и тут же отправили целую серию приказов, запрещающих какую-либо дальнейшую активность в воздухе.
В ночь на 1 июля японцы с боями переправились через реку Халхин-Гол и захватили стратегическую высоту, создав угрозу для фланга советских войск. Однако в результате тяжелейших трехдневных боев Жуков, контратаковав при поддержке танков, в конце концов, отбросил японцев обратно за реку. Затем он захватил часть восточного берега реки и начал свой большой обманный маневр, называвшийся в Красной Армии «маскировкой». В то время как Жуков тайно готовил крупное наступление, его войска создавали видимость подготовки постоянной линии обороны. В эфир в большом количестве отправляли плохо закодированные радиосообщения, в которых содержались требования стройматериалов для строительства блиндажей, громкоговорители транслировали шум работы строительной техники, распространялось много листовок под названием «Что необходимо знать красноармейцу в обороне» с таким намерением, чтобы часть из них попала в руки врага. Тем временем под покровом темноты Жуков подтягивал танковые подразделения и искусно маскировал их. Водители грузовиков устали до изнеможения, выполняя труднейшую задачу по доставке необходимых для наступления боеприпасов по ужасной дороге от железнодорожной станции.
23 июля японцы атаковали в лоб советскую линию обороны, но не смогли ее прорвать. Их собственные проблемы со снабжением требовали определенного времени для подготовки третьего наступления. Но им не было известно, что силы Жукова к этому моменту возросли уже до 58 тыс. человек при 500 танках и 250 самолетах.
В 5 часов 45 минут утра в воскресенье 20 августа Жуков начал свое неожиданное для японцев наступление, проведя сначала трехчасовую артподготовку, а затем бросив в бой танки, авиацию, пехоту и кавалерию. Стояла ужасная жара. При температуре воздуха свыше 40 градусов пулеметы и орудия, по словам очевидцев, просто заклинивало, а пыль и дым от разрывов снарядов заволокли поле боя.