11 ч. 30 мин. — бомбометание тремя группами по девять машин в районе озера Узур-Нур.
12 ч. 30 мин. — бомбометание двумя группами по девять машин по железнодорожной станции Халун- Аршан.
14 ч. 45 мин. — бомбометание двумя группами по девять машин в районе Песчаных бугров (5 км северо-западнее Номон-Кан-Бурд-Обо).
15 ч. 45 мин. — бомбометание тремя группами по девять машин.
17 ч. 20 мин. — бомбометание двумя группами по девять машин в районе Номон-Кан-Бурд-Обо.
Наряду с прикрытием бомбардировщиков и патрулированием истребительная авиация в течение дня провела ряд воздушных боев и штурмовых атак.
Описание наиболее характерных боевых действий советских ВВС приведено ниже.
В 8 ч. 20 мин. в районе Баин-Цаган произошел воздушный бой на высоте 4000 м, в котором участвовало 64 истребителя И-16 и 12 истребителей И-153. О количестве самолетов противника данных нет. В результате боя сбито два японских истребителя И-97.
В 9 ч. 10 мин. в районе Дунгур-Обо развернулся воздушный бой на высоте 3500 м, в котором участвовали 23 истребителя И-16 против тридцати И-97. Советские летчики сбили два японских истребителя.
В 10 ч. 35 мин. в районе озер Узур-Нур и Яньху 48 советских И-16 штурмовали автоколонну и конницу противника. По данным летного состава, эта атака дала хорошие результаты.
С 11 до 13 часов в районах Джинджин-Сумэ и станции Халун-Аршан 32 советских истребителя И-16 штурмовали скопления японо-маньчжурских войск.
В 16 ч. 20 мин. пятнадцать И-16 под прикрытием двадцати пяти И-16 атаковали аэродром в районе Джинджин-Сумэ, на котором находились 37 самолетов И-97 и один «Дуглас». В результате на земле были уничтожены шесть И-97 и самолет «Дуглас», еще 6–7 самолетов подожжено и сбито в воздухе два И- 97.
В 16 ч. 50 мин. в районе горы Хамардаба, на высотах от 2000 до 5000 м, произошел воздушный бой, в котором участвовали 23 истребителя И-16 и одиннадцать И-153 против сорока И-97. Сбито пять японских машин.
20 августа в течение дня истребительная авиация, в основном, обеспечивала действия бомбардировочной авиации и уничтожала подходящие резервы противника. Всего за день советская авиация произвела 1094 самолетовылета.
За день было сбито и уничтожено самолетов противника: истребителей И-97 — 15, самолетов типа «Дуглас» — 1. Итого 16 машин.
В воздушном бою было сбито 2 советских истребителя, и не вернулось после боя еще 3 истребителя, итого 5 машин.
В 9 часов утра 20 августа в атаку по всему фронту пошла советская пехота. В результате исходных боев к концу дня части заняли следующее положение: Южная группа овладела большими Песчаными буграми (10 км юго-восточнее Номон-Кан-Бурд-Обо), 82-я и 36-я мотострелковые дивизии, имея перед собой сильную оборону противника, продвинулись незначительно. Северная группа, разгромив и отбросив за границу 2-й и 8-й маньчжурские кавалерийские полки, окружила на высоте «Палец» сильный оборонительный узел противника (разведотряд 23-й пехотной дивизии и две роты 26-го пехотного полка с артиллерией).
Однако не все шло так гладко. Например, 6-я танковая бригада не выполнила задачи: она задержалась на переправе из-за плохо подготовленных съездов и въездов, опоздала на 4 часа и не приняла участия в бою. На участке Северной группы части не смогли овладеть оборонительным узлом противника на высоте «Палец». Командование 7-й мотоброневой бригады, долгое время занимавшей позиции против этого оборонительного узла, считало, что против бригады имеется не более двух рот противника, и недооценило его. На самом же деле там был сильный опорный пункт, для уничтожения которого потребовалось несколько дней.
На следующий день, 21 августа, войскам была поставлена задача закончить окружение противника. В этот день в бой вступила 6-я танковая бригада. К вечеру части 8-й мотоброневой и 6-й танковой бригад и правофланговые части заняли «Большие и Малые пески». Таким образом, японо-маньчжурским частям, находящимся южнее реки Хайластын-Гол, был отрезан выход на восток.
82-я и 36-я мотострелковые бригады в этот день продвинулись незначительно. В Северной группе атака опорного пункта на высоте «Палец» опять была безуспешной.
Командование советско-монгольских войск обеспокоилось положением на северном участке. Опорный пункт на высоте «Палец» не давал возможности завершить окружение, и противник, прикрываясь этим опорным пунктом, мог перебрасывать силы на другие участки или выйти из окружения. Еще в ночь на 21 августа Северной группе из резерва придали 9-ю мотоброневую бригаду. К вечеру бригада, обойдя высоту «Палец» с севера, вышла в район 10–12 км восточнее высоты «Палец».
Остальные части Северной группы продолжали блокировать опорный пункт противника на высоте «Палец». Этот центр сопротивления представлял собой хорошо укрепленный район диаметром до полутора километров с круговой обороной. Часть блиндажей имела бетонированные перекрытия. Имелись «лисьи норы», ходы сообщения, блиндажи для машин и лошадей и проволочные заграждения. Противника пришлось выбивать штыками и гранатами, в плен никто не сдавался.
22 августа части Южной группы, разгромив в районе «Малые пески» и западнее артиллерийские позиции и резервы японцев (71-й пехотный полк), приступили к ликвидации уцелевших отдельных узлов сопротивления. Каждую огневую точку приходилось штурмовать. Орудия стреляли в упор, огнеметные танки выжигали огневые точки, а затем пехота с танками завершала их уничтожение.
23 августа к исходу дня после четырех дневных боев войсками Северной группы была взята высота «Палец». Из окопов и блиндажей извлекли более шестисот трупов японских солдат. Но у противника сохранилось еще три крупных очага сопротивления, с наиболее сильным из них в центре.
82-я и 36-я мотострелковые дивизии продолжали активно сковывать противника с фронта, постепенно продвигаясь на своих внешних флангах. С целью срыва наступления советско-монгольских войск японцы 24 августа силой до двух пехотных полков перешли в контрнаступление против 80-го стрелкового полка 57-й стрелковой дивизии на «Больших песках», но с большими потерями были отброшены. К Южной группе подтянулся 1-й стрелковый полк 152-й стрелковой дивизии.
Северная группа была усилена 212-й авиадесантной бригадой (из резерва) и двумя ротами батальона пограничников, которые заняли разрыв между Северной группой и 6-й монгольской кавалерийской дивизией.
25 августа противник снова пытался атаковать 80-й стрелковый полк, но и эта атака была отбита. Батальон 6-й танковой бригады уничтожил при этом до 80 японских солдат.
26 и 27 августа японо-маньчжурские части, окруженные 57-й и 82-й стрелковыми дивизиями в районе «Песчаной» и «Зеленой» высот, пытались вырваться из окружения. На рассвете 27 августа отряд японцев (до батальона) попытался отойти на восток по долине реки Хайластын-Гол, но был встречен огнем
