Жукову стало понятно, что продолжая свое наступление против старого противника — 7-й японской пехотной дивизии, он проспал подход свежих сил, которые укрепившись на западном берегу Халхин-гола, могли нанести удар вдоль реки, где всхолмленная, заболоченная в низинах местность была неблагоприятна для маневра бронемашин, в направлении Хамар-Даба и отрезать 57-й корпус от тыловых баз. Поэтому он бросил на ликвидацию плацдарма, даже не разведав его, 1-й Монгольский бронекавалерийский, в командование которым вступил комдив Потапов, потребовав атаковать, невзирая на потери. Понятно, что горные склоны — не лучшее место для основной ударной силы корпуса, бронеавтомобилей, не говоря уж о японских окопах, но делать было нечего. Нельзя дать врагу прочно зарыться в землю. 1-й БКК, между тем, находился в весьма растрепанном состоянии. 3-я бронебригада, шедшая из Синьцзяна, остановилась после дневного марша в пятидесяти километрах восточнее Тамцак-Булака. 4-я располагалась в степи севернее Баин-Цаган, ближе всего к объекту атаки. Но ее стрелково-пулеметный батальон, недавно отведенный в тыл с нашего плацдарма, стоял в районе Хамар-Даба. 4-я Монгольская кавдивизия была еще севернее бронебригады, а 3-я — вообще неизвестно где. Именно она должна была держать Баин-Цаган, но, как выяснилось позже, не имея окопов была обстреляна японской артиллерией и, понеся потери, отошла на запад. Такое случалось уже не в первый раз, но обычно цирики ночью возвращались на свои позиции. Именно в надежде на это комдив 3-ей и не стал докладывать в штаб корпуса о своем отходе. На монгольскую конницу надежд было мало, поэтому Жуков выдернул с южного фланга 5-ю бронебригаду, которая, проходя через район Хамар-Даба, должна была взять на броню выведенную туда с плацдарма пехоту, три стрелково-пулеметных батальона и две авиадесантные бригады, которые получили соответствующие приказы.
При такой подготовке атаки, по сути, полном ее отсутствии, ночное сражение за Баин-Цаган вылилось в серию нескоординированных ударов по японцам с разных направлений. Самой первой, подсвечивая себе только осветительными ракетами, в японские траншеи, которые противник успел вырыть и хорошо замаскировать, влетела 4-я бронебригада. БА-11, конечно, мог пройти над окопом, но для этого водитель должен был быть виртуозом. Много машин нырнули передними мостами и потеряли способность двигаться. Их экипажи, частью вели огонь с места, частью спешились и приняли бой с вражеской пехотой. Другие машины или маневрировали под шквальным огнем противотанковой артиллерии, вынужденно подставляя борта, или все же прорвались дальше, но подняться на склоны не смогли. Костры от горящих бронемашин послужили хорошим ориентиром для 3-ей кавдивизии, которая, спешившись, выручила попавшие в критическую ситуацию бронемашины. Японцы, стремясь вернуть утраченные позиции и восстановить положение, тут же предприняли мощную контратаку. Все висело на волоске, но подоспела 4-я кавдивизия и в передовых траншеях у подножия, удалось удержаться.
Возможно, следующей контратаки 1-й Монгольский бронекавалерийский корпус и не выдержал бы, но во второй половине ночи с юга в атаку пошла 5-я бронебригада. Имея меньше полутораста БА-11, два десятка самоходных гаубиц и ни единого грузовика, она смогла взять на броню только мотостреков. Десантники же вынуждены были догонять пешком и прибыли к месту событий поздним утром, одновременно с 3-ей бронебригадой. За ночь вражеский плацдарм удалось только заблокировать, но с прибытием свежих сил, после бомбового удара Смушкевича, Потапов предпринял новый штурм высоты, с трудом продвигаясь к вершине. Взятые пленные показали, что на Баин-Цагане дерутся два полка свежей 23-й пехотной дивизии, еще один полк которой застрял на восточном берегу перед разбитой советскими летчиками переправой. Воздушное сражение над горой развернулось грандиозное, японцы дрались отчаянно, не останавливаясь перед тараном, лишь бы не допустить наши бомбардировщики к целям. Зенитная артиллерия будто сорвалась с цепи, лупя прямо в клубок дерущихся истребителей, раздавая и своим и чужим.
К вечеру 23-го числа, благодаря численному и огневому превосходсту, пять расчетных полков против двух и только танковых пушек под четыреста стволов, против полусотни всех японских, Потапову удалось подняться на вершину. Но сопротивление врага отнюдь еще не было сломлено и вымотанные непрерывным 24-часовым боем войска остановились. В этот момент в штаб армейской группы пришло сообщение от командира 1-й Монгольской кавдивизии о том, что противник занял крупными силами Большую Песчаную высоту на южном фланге. История с 3-ей кавдивизией повторилась в точности, с тем только отличием, что тут комдив, попытавшись вернуть позиции и наткнувшись на врага, сообщил об этом сам. Для Жукова это был удар под дых. Если раньше он и надеялся ликвидировать фланговую угрозу и продолжить свое наступление, то теперь об этом нечего было и думать. В резерве оставалась 6-я бронебригада на плацдарме, машины которой использовались для буксировки дивизионной и корпусной артиллерии, поскольку все тягачи были брошены в степь на подвоз запасов. Она насчитывала немногим больше сотни БА-11 и шестнадцать самоходных гаубиц, что примерно соответствовало безвозвратным потерям техники, понесенным при штурме горы Баин-Цаган. Атаковать на южном фланге такими силами немедленно нечего и думать. Надо было выводить из боя танковую бригаду, снимать с плацдарма пехоту или ждать, когда высвободятся силы на севере. К тому же, захваченные на Баин-Цагане пленные и документы показали, что армейской группе противостоит не одна дивизия и не две, а целая 6-я армия генерала Огису, состав которой был неизвестен. Нужна была пауза для перегруппировки войск и подвоза боеприпасов.
Но японцы придерживались другого мнения. Переправив на западный берег элитную 1-ю дивизию императорской армии, с утра 24-го июня начали наступление вниз по течению во фланг и тыл советскому плацдарму. Они шли, держась в пойме и оставляя фланговое охранение по возвышенностям на ее краю, чтобы не подставляться под удар советских бронебригад. Прошедшие накануне дожди превратили долину Халхин-Гола в сеть болот, небольших бугров и гряд, которые с помощью саперов успешно преодолевала пехота, но совершенно непригодных для передвижений броневиков. В то же время в степи промокший песок уплотнился, не сыпался и не поднимался тучами пыли в воздух, делая езду легкой и приятной.
6-я бронебригада, имевшая около ста двадцати бронемашин, усиленная двумя разведбатами дивизий 57-го корпуса, имевшими и еще три десятка БА-11, но не с 76-миллиметровыми пушками, а с «сокрокапятками», в ночь на 24-е переправилась на западный берег. Но остановить продвижение японцев по труднодоступной местности не смогла. Ее наскоки на фланг всякий раз натыкались на организованный огонь прямой наводкой из укрытий противотанковой и дивизионной артиллерии. Жуков, чтобы перекрыть пойму на левом берегу, приказал снять с плацдарма стоявший во втором эшелоне полк 82-й дивизии, но Огису, предвидя такое развитие событий, приказал своей 7-й дивизии, получившей маршевые пополнения и восполнившей потери, атаковать и связать советскую пехоту боем. И, надо сказать, что положение на плацдарме сразу стало критическим. Боеприпасы у советской артиллерии и минометов были на исходе, благодаря чему на первый план вышло стрелковое оружие и «устаревшая» японская тактика вновь стала работать не только вокруг высот Песчаной и Зеленой, где местность была изрезана траншеями и ходами сообщения вдоль и поперек, но и правее, перед фронтом 82-й дивизии.