Времени для того, чтобы полностью устранить все недочеты, у Жукова не было. На рассвете 3 июля японские войска перешли в наступление с целью „уничтожить армию Внешней Монголии, перешедшую границу“. Главные силы 23-й пехотной дивизии наносили удар по левому флангу советско-монгольских войск, стремясь переправиться через Халхин-Гол, отрезать пути отхода на запад и ликвидировать попавшие в окружение части. В район Хайлара были дополнительно переброшены пехотный полк и отряд полевой зенитной артиллерии. В районе Халун-Аршан сосредоточивалась 1-я танковая группа (танковый полк, танковый полевой отряд, отдельный полк боевой артиллерии, подразделения обеспечения и обслуживания) под командованием Ясуоки, который возглавил сводный отряд. Всего противник сосредоточил для удара более 10 тыс. штыков, около 100 орудий и до 60 противотанковых орудий{27}.
Первоначально все шло так, как и планировал командующий Квантунской армией генерал Уэда. Японские войска, сумевшие ночью скрытно переправиться через Халхин-Гол, атаковали подразделения 6-й кавалерийской дивизии МНР (чуть более тысячи штыков и около 50 орудий), захватили гору Баин-Цаган и прилегающие к ней участки местности. В результате у противника появилась возможность для удара во фланг и тыл основной группировки советско-монгольских войск. Однако командование противника не знало, что у Жукова имеется в распоряжении достаточно сильный резерв: 11-я танковая и 7-я мотоброневая бригады (всего до 150 танков и свыше 150 бронемашин), а также бронедивизион 8-й монгольской кавалерийской дивизии, оснащенный сорокапятимиллиметровыми пушками.
Г. К. Жуков, быстро оценив обстановку, приказал 11-й танковой бригаде (комбриг М. П. Яковлев) во взаимодействии с 24-м мотострелковым полком (полковник И. И. Федюнинский), усиленным артиллерийским дивизионом, с ходу атаковать противника и уничтожить его. На 7-ю мотоброневую бригаду (полковник А. Л. Лесовой) возлагалась задача нанести удар по противнику с юга. Впоследствии генерал армии И. И. Федюнинский писал: „Оценивая сейчас смелое по замыслу решение Г. К. Жукова, нельзя не заметить, сколь точно и правильно определил Георгий Константинович, что главным нашим козырем были бронетанковые соединения и что, только активно используя их, можно разгромить переправившиеся японские войска, не дав им зарыться в землю и организовать противотанковую оборону“{28}.
Поставив задачи резервам, Жуков с оперативной группой немедленно выехал на командно-наблюдательный пункт, находившийся в районе горы Баин-Цаган. Здесь он приказал тяжелому артиллерийскому дивизиону 185-го артиллерийского полка выбросить разведку к горе Баин-Цаган и открыть огонь по противнику. Мощный удар по горе нанесла артиллерия, расположенная за р. Халхин-Гол. Одновременно по тревоге была поднята в воздух вся авиация корпуса.
В 7 часов утра 3 июля первые группы бомбардировочной и истребительной авиации нанесли удары с воздуха по наземным частям противника и переправе через Халхин-Гол. Артиллерия также держала вражескую переправу под непрерывным обстрелом. Около 9 часов начали подходить передовые подразделения авангардного батальона 11-й танковой бригады. В 10 часов 45 минут главные силы бригады развернулись и с ходу атаковали противника. Завязалось так называемое „Баин-Цаганское побоище“. Обе стороны дрались с большим ожесточением. И только к 3 часам утра 5 июля сопротивление противника было сломлено, и он начал поспешно отступать к переправе. Но она была взорвана японскими саперами, опасавшимися прорыва танков 57-го отдельного стрелкового корпуса. Солдаты и офицеры противника бросались в полном снаряжении в воду и тут же тонули. Противник потерял все танки, значительную часть артиллерии, 45 самолетов и около 10 тыс. человек. Велики были и потери 11-й танковой бригады: убита и ранена почти половина личного состава.
Противник явно не хотел смириться с поражением. 7–8 июля он предпринял попытку взять реванш, но, потеряв более 5 тыс. человек, отказался от своей затеи. Отход японских войск вдохновил Жукова на более решительные действия. Он сформировал ударную оперативную группу в составе двух танковых, трех мотоброневых бригад и стрелковой дивизии, которой поставил задачу нанести „короткий удар по противнику с целью разгрома“, „занять главными силами свои прежние оборонительные позиции и выйти передовыми частями на государственную границу“. Одному из полков 82-й стрелковой дивизии предстояло „нанести решительный удар в направлении: северный берег реки Хайластын-Гол и далее на северо-запад и выйти на прежние оборонительные позиции, выставив на государственной границе передовой отряд“. Левее в том же направлении должен был наступать 149-й стрелковый полк. Остальным частям корпуса предписывалось активными действиями сковать противника и тем самым обеспечить наступление ударной группы. Частям 11-й танковой бригады предстояло занять исходное положение на песчаных буграх в 6 км восточнее р. Халхин-Гол и разгромить противника, его артиллерию и ближайшие резервы. Наступлению должна была предшествовать артиллерийская и авиационная подготовка.