На следующий день бойцам выдали памятки о поведении в обороне, а по радио стали передавать ложные сводки о возводимых оборонительных сооружениях.
«По настоянию Жукова, прибывшего в зону конфликта 5 июня, части Красной армии в районе боевых действий были усилены войсками Забайкальского военного округа, – пишет английский историк Энтони Бивор. – 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… 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».
Было начато строительство ложных мостов. Вдоль линии фронта постоянно курсировали несколько танков, с которых были сняты глушители. Шум не позволял понять, где на самом деле группируются танковые подразделения. Выдвижение наших войск осуществлялось скрытно и только ночью. Введенные в заблуждение японцы не ожидали внезапного наступления в ночь на 20 августа 1939 года.
«…Был воскресный день, – вспоминал Жуков. – Стояла теплая, тихая погода. Японское командование, уверенное в том, что советско-монгольские войска не думают о наступлении и не готовятся к нему, разрешило генералам и старшим офицерам воскресные отпуска. Многие из них были в этот день далеко от своих войск: кто в Хайларе, кто в Ханчжуре, кто в Джанджин-Сумэ. Мы учли это немаловажное обстоятельство, принимая решение о начале операции именно в воскресенье».
Ранним утром 20 августа на японские позиции посыпались бомбы – этот рейд провели двести с лишним бомбардировщиков, которые прикрывали триста истребителей. Господство в воздухе у советских летчиков было подавляющее. После этого загрохотали пушки. Две сотни орудий почти три часа утюжили оборону противника. Тем временем подоспела новая волна бомбардировщиков. И только после этого в атаку двинулись танки и пехота.
«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, – пишет Бивор. – 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.
В то время как советские войска в составе трех стрелковых дивизий и воздушно-десантной бригады упорно сдерживали натиск врага в центре, сковывая основные силы японцев, Жуков послал три танковые бригады и дивизию монгольской кавалерии в обход, нанеся им удар с тыла. Его танки смогли преодолеть вброд приток реки Халхин-Гол и на высокой скорости устремились в тыл противника. Входившие в состав этих бригад танки Т-26 применялись испанскими республиканцами во время Гражданской войны. Они были легкими и быстроходными предшественниками созданного позднее Т-34, лучшего среднего танка Второй мировой войны. Устаревшие японские танки никак не могли противостоять советским Т-26, БТ-5 и БТ-7. У них даже не было бронебойных снарядов.