當野戰機場修建好後，蘇聯的戰鬥機便開始在空中與日軍飛機展開了激烈的戰鬥，在戰鬥機的掩護下，蘇聯轟炸機對阿爾山、甘珠爾廟和阿木古郎附近的日軍集結地進行了大量的轟炸，造成了大量的日軍人員傷亡和大量物資的損毀。
六月二十日，日軍第二十三師團全體出動，師團長小鬆原中將意氣風發的帶著兩萬人向諾門罕進發，同時，關東軍司令部調第1坦克團和第2飛行師團共70輛坦克和180架飛機，支援第二十三師團進攻作戰。
六月二十一日，日軍第2飛行師團師團長團長嵯峨徹二中將把他的司令部從新京遷至海拉爾，和他一起到來的是4個飛行團，17個戰鬥轟炸、偵察機中隊，準備和蘇聯空軍好好的打上一場。
但是，六月22日，蘇軍出動了150架飛機空襲甘珠爾廟、阿木古郎將軍廟一帶的日軍集結地和野戰機場，日本飛機在收到蘇軍飛機來襲的消息後也是傾巢出動。
結果，蘇軍和日軍的飛機在諾門罕地區上空大戰了三天，日本關東軍第2飛行師團損失了六十多架飛機。
此後，蘇聯空軍的飛機不斷從各處調集過來增援這邊的戰鬥，而且蘇聯把很多新型的戰鬥機也派到了戰場上，這使得日本空軍逐漸喪失了空戰中的主動權，處於被動挨打的地位。
六月二十七日，137架日軍飛機從海拉爾機場起飛，空中的飛機編隊布滿海拉爾上空，之後日軍機群來到蘇軍在達塔木察格布拉格機場的上空進行狂轟濫炸，這次轟炸也是摧毀了不少蘇軍的作戰飛機，但是蘇聯的後續增援飛機很快便把這次的的損失補充了回來。
六月底的時候，關東軍司令部命令第二十三師團儘快發動地麵攻勢，於是在七月一日，日軍第二十三師團在師團長小鬆原中將的指揮下，向哈拉哈河西岸發起了攻擊，在中午的時候，日軍第二十三師團順利攻占了謝爾陶拉蓋高地。
當得知日軍發動了全麵進攻後，朱可夫立即就組織了150輛坦克、154輛裝甲車、90門大炮和全部飛機及其它部隊，分三路反攻。
由於戰場周圍全是開闊地，非常有利於飛機和戰車作戰，日軍第二十三師團的部隊就這麼無遮無攔的全部都暴露在了蘇軍坦克和裝甲車炮火的麵前。
同時，蘇軍轟炸機和殲擊機群也是對日軍進行了轟炸和掃射，蘇軍的大炮更是發揮到了極致，炮彈像不要錢的一樣，猛烈的轟擊著日軍部隊。
在蘇軍猛烈的火力打擊下，日軍第二十三師團的進攻被蘇軍給打退了下去，日軍在蘇軍的猛烈打擊下，甚至都無法開展有效的火力對射，很多官兵隻能匆忙的在沙地上挖掘個人掩體用於保命。
在日軍第二十三師團還沒做好防禦準備的時候，蘇軍第11坦克旅的150輛坦克便向龜縮在沙丘掩體的日軍衝了過來，這一下就把日軍第二十三師團給打崩潰了，日軍部隊直接就在蘇軍坦克的攻擊下潰逃了。
第二十三師團的進攻失敗後，日本關東軍司令部也是命令第二十三師團停止攻勢，進行戰線整頓，同時決定向諾門罕前線增兵。
日本關東軍司令部針對蘇軍的火力配置，也是增派了獨立野戰重炮聯隊，針對蘇軍的坦克裝甲力量，從奉天、北安、齊齊哈爾等地增調了反坦克速射炮中隊，並以最快的速度給第二十三師團補充武器和兵員。
日本關東軍不但加強正麵戰場上的作戰部隊實力，同時也是指示臭名昭著的731部隊在諾門罕地區的細菌戰。
731部隊碇常重少佐受命帶領二十二名敢死隊員，在哈拉哈河乘兩隻膠皮筏順水將225公斤傷寒、霍亂、鼠疫、鼻疽等細菌撒入河水中，向蘇蒙聯軍進行細菌戰。
但是，這次731部隊的細菌戰行動，讓日軍自身以一千三百四十名官兵染上傷寒病、赤痢病和霍病，並且731部隊自己的軍醫和敢死隊員，被細菌傳染而死亡的就有四十多人，可謂是讓人啼笑皆非。
日本關東軍在諾門罕前線的各部隊經過了半個月的補充和休整後，便迫不及待的向對麵的蘇軍再次發起了全線總攻擊。
結果，日軍的這次全線攻擊，在蘇軍的強大火力下再次被無情的打退了回去，日軍隻能是再次退回原地休整，並向關東軍司令部發出了求援電報，而關東軍司令部則是給部隊下達了“停止進攻，構築陣地”的指示。
為了能儘快解決諾門罕地區這邊的戰事，蘇聯軍事統帥部決定將在塔木察格布拉格的第57特彆軍擴編成第1集團軍，並任命朱可夫為集團軍司令員，這支部隊屬於臨時編組的具有獨立作戰職能的多兵種合成的大兵團。
蘇軍集結了第1集團軍所轄的三個步兵師，即第57師、第82師、第152師、摩托化第36師，機械化第5旅，裝甲第7旅、第8旅、第9旅，坦克第6旅、第7旅、第11旅，空降第212旅、機槍第5旅、炮兵第185團，反坦克炮第37、85營，第63、66、150防空營及外蒙騎兵第6師、騎兵第8師等部隊，共計機械化大軍10萬餘人，並集結了498輛坦克、346輛裝甲車，542門大炮，515架飛機。
同時，蘇聯在日軍休整的這些時間內，利用鐵路晝夜不停的運送來噸炮彈，6500噸炸彈，7000噸燃料，4000噸糧食和4000噸物資、3000輛載重汽車，用以保障大軍的作戰需要。
在一切準備就緒後，蘇軍總參謀部決定將對日軍的總攻時間為8月101novel.com日，因為這一天是星期天，按照日軍的慣例，這一天前沿部隊的軍官有半數要輪流到海拉爾去休假，這就讓蘇軍有了可乘之機。
為了防止進攻計劃的保密性，蘇軍的進攻命令直到101novel.com日淩晨2點45分才統一傳達到一線作戰部隊，而蘇軍對麵的日軍陣地還是一片的沉寂，完全沒有發覺蘇軍即將開始的進攻，這讓蘇軍的這次進攻達到了最大的突然性。
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