如果白天冲锋，苏军新装备的“波波沙”冲锋枪就是小型机枪，人手一把，把冲锋的日军打得尸横遍野。苏军还安排了大量狙击手，他们时不时一声冷枪就报销一个日军，搞得阵地上的日军躲在地下不敢出来。最大规模的炮战进攻的日军陷入了进退两难、被动挨打的地步。不得已，在1939年7月12日，植田命令小松原停止进攻，原地休整。
对最近的战斗进行阶段性分析，植田得出结论：苏军炮兵太厉害。于是他把整个东北能找到的大口径炮全部拉到诺门坎，连旅顺要塞的大炮都弄来了，想和苏军对轰。单是运这些大炮和弹药，就废了九牛二虎之力，他们可不像苏军有大量的汽车、火车，他们全靠牛拉马拽加人推。折腾好几天，终于在前线集结了82门大炮。植田又从各地把剩余的兵力调来，前线人员再次达到八万。
朱可夫也没闲着，他看出日军没有罢手的意思，就把情况汇报给莫斯科。斯大林决定狠狠打掉日军的几个师团，这样东线才能安稳，他好安心进行西线的准备。于是，朱可夫的部队升格为第一集团军，朱可夫任司令。又从国内给朱可夫调派了大批援兵，仅陆军就增加了两个摩托化步兵旅、一个机枪旅、一个坦克旅；空军从欧洲调来了六个飞行团，使得诺门坎前线的参战战机达到了581架。
朱可夫的总兵力达到12万。植田想尽快结束战斗，他不想攻到河西了，只想把河东岸的苏军打跑。从7月23日开始，炮兵开始了对苏军的炮击，但是他们的射程不够，效果并不好；苏军当然没有这些问题，他们的150大炮射程30多公里。几天炮战下来，日军消耗了全东北所有的炮弹，所有的火炮被炸的、坏的、炸膛的达到五分之四。
苏军的火炮又大、打得又远、弹药又充足，日军只要打一发炮弹，苏军十几发炮弹就打了过来，日军的炮兵指挥畑勇少将都被炸死在前线。打不下去了，几天下来，炮兵打没了，陆军死伤一片。植田看出不妙来，他知道失败是迟早的事，现在就是希望把战争的烈度降下来，也许可以拖得久一点，说不定形势有什么变化。于是关东军司令部下令：“立即停止进攻，占领东岸战线，构筑阵地，准备持久战。
”一开始信心满满的小松原也看到失败的前景，他更理解上级的意图。先停下来吧。七、朱可夫的反攻所有的准备都为了反攻战争已经打了两个多月，一直都是日军进攻，苏军防守。现在日军停了下来，朱可夫却不这么想，他理解斯大林的意图，要狠狠教训一下狂妄的关东军。为了麻痹敌人，他一面经常派出部队和日军打一些小的战斗，一面做出一副坚持到明年的样子。
日本大本营也上当了，他们看到苏军不断地进行过冬的准备，还给士兵发小册子教怎么度过寒冷的冬天，断定苏军暂时不会发动大的战斗，那就明年再说。东京的大本营决定从前线抽调兵力补充到诺门坎前线，前线部队也扩编为第六军，任命原来在宜昌的第十三师团师团长荻洲立兵中将为第六军司令官，司令部就设在离诺门坎最近的海拉尔。
日军几乎所有人都认为这战要拖到来年，而实际上，朱可夫在谋划着发动一场排山倒海的大反攻，他要把反攻打得完美无缺，这样，斯大林同志才能安心谋划欧洲的事情。为此，朱可夫准备了充足的兵力、武器，所有方面都几倍于日军。他的反攻兵力为南、北、中三个机械化装甲集群，中央集群从中间突破，南北集群从两翼包抄，围歼日军。
反攻的日子选在8月20日，这天是星期天，日军军官有周末逛海拉尔的爱好，那里有他们喜欢的快乐世界。日军成了待宰的羔羊8月20日5时45分，苏军的反攻开始，几百门大炮一起开火，所有飞机全部出动，一时间日军阵地成了阿鼻地狱，炸弹与炮弹齐飞、硝烟与晨曦一色。整整三个小时的火力准备，基本把日军阵地的防御摧毁，接着就是装甲集群出击，其实他们早就进入了出击阵地，到达阵地也就是一支烟的功夫。
八万日军根本就没有还击能力，他们很快就被苏军分割在一个个的包围圈中，陷入了即无外援、有无补给的境地。就是能补给，日军也没有东西补给，因为朱可夫把日军的后勤基地给炸了，现在日军的后勤基地连一发子弹都没有。这仗怎么打？这仗没法打。日军只能一次次在各自的包围圈中做决死冲击，他们的军长荻洲立兵枯坐在海拉尔的指挥所一言不发，关东军司令官植田大将还召集参谋讨论怎么办，讨论半天，只有死命冲击一条路，能活几个算几个。
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