着。当援军赶上来，一阵密集强大的炮火，将日军打得丢盔卸甲，落荒而逃，惨不忍睹。至此，自诩为俄国通的小松原师团长才感到了后怕，急忙向关东军总部求援。
关东军也是骑虎难下，但是不甘心失败的他们，只好加大兵力配属，同时调集了掌控下的伪满蒙部队十几万人，充当炮灰，一时间，兵力急剧增长，战事规模也随之扩大。
六月下旬，小松原带着自己的主力，加上驰援而来的，在日本军界赫赫有名的第七师团数万人马，重新杀向诺门坎。
甚至日军不惜血本，动用了从来没用过的唯一的一个坦克师团；关东军航空兵也是倾巢出动飞抵海拉尔。为了第二次诺门罕之战，关东军动了老本。可令他们想不到的是，此刻他们的对手已换成了二战时期成长起来的苏军一代名将，坦克战专家朱可夫。
经过一段时间对峙之后，双方终于在七月初，开始了坦克大对决军。在不足十平方公里的战场上，双方的近千辆各型坦克、装甲车相互厮杀。
苏军投入的都是最新试产成功的较为先进的中型和重型坦克，配合以坚固的，皮糙肉厚的装甲战车，打得日军装甲部队无还手之力。半天战斗之后，日军除了在侧面的步兵进攻取得了一些战果，正面进攻可以说是惨败收场：除了少得可怜的坦克和装甲战车得以逃离战场，或者进攻途中发生故障，得以侥幸生还，整个第一坦克师团几乎全军覆灭。
就连作为对手的朱可夫将军也认为：日本的坦克很落后，指挥作战的军官也太过死板，缺乏灵活机动。不甘心失败的关东军，为了挽回面子，也或者想着减轻地面战争损失，大规模出动了三个航空旅团，对苏蒙军队，尤其是对方的后方，进行了大规模轰炸。
尤其是，远距离奔袭了苏联的塔木斯克机场，取得了不小成果，致使苏军前线的飞机损失过半，短期内丧失了制空权。但是，很短的时间内，因为苏军新型的伊-16战斗机投入战斗后，很快夺回了制空权。
此次空战，苏联空军用火箭弹等先进