Сначала события развивались не слишком удачно для советско-монгольской стороны: в ходе июльских боев японским войскам удалось захватить часть территории МНР по восточному берегу реки Халхин-Гол и прочно на ней закрепиться, японская авиация господствовала в воздухе, выявился ряд недостатков в боевой подготовке советских войск. Оборонявшиеся удержали за собой плацдарм на восточном берегу, но снова, как на Хасане, возникла патовая ситуация. Между тем в Европе явно запахло порохом, в Кремле давно мечтали «вмешаться в эти дела» и готовились принять исторические решения, «военные игры» на Востоке необходимо было быстро и решительно заканчивать.
Для решения этой важнейшей политической задачи была проведена коренная реорганизация и усиление советско-монгольской группировки. В соответствии с постановлением Главного военного совета от 15 июля 1939 года 57-й особый корпус был переформирован в 1-ю армейскую группу под командованием комдива Г.К. Жукова. В начале августа в состав группы входили 82, 36 и 57-я стрелковые дивизии, 6-я и 11-я танковые, 7, 8 и 9-я мотоброневые, 212-я авиадесантная бригады, 1-й стрелковый полк 152-й стрелковой дивизии, 191, 192, 193-й отдельные стрелковые батальоны, 6-я и 8-я кавалерийские дивизии МНРА и другие части. Всего группировка насчитывала более 70 тысяч человек, 438 танков, 385 бронеавтомобилей, 617 орудий и минометов.
Координация действий советских и монгольских войск, организация тылового обеспечения были возложены на фронтовую группу, которую возглавил командарм 2 ранга Г.М. Штерн. В Монголию были направлены самые опытные боевые летчики, дравшиеся в небе Испании и Китая. Старшим был заместитель командующего ВВС РККА комкор Я.В. Смушкевич. Артиллерийский штаб возглавил еще один «испанец», начальник артиллерии РККА комкор Н.Н. Воронов. Политической работой руководил начальник Политуправления РККА армейский комиссар 1 ранга Л.З. Мехлис.
В конце июля советское командование начало разрабатывать план наступательной операции, которая должна была закончиться полным разгромом японской группировки. Замысел состоял в том, чтобы, сковав противника с фронта, ударами по флангам окружить и уничтожить его между рекой Халхин-Гол и монголо-маньчжурской границей — И.В. Сталин категорически запретил переносить боевые действия на сопредельную территорию. Расчет строился на внезапности и отсутствии у неприятеля танковых и механизированных резервов для нанесения контрударов. Главная роль отводилась мотоброневым бригадам. Советские клинья должны были сомкнуться в районе Номон-Хана. Для проведения операции создавались три группы войск: южная, центральная и северная.
Подготовка операции проводилась буквально «по учебнику». Серьезное внимание было уделено организации централизованного управления, созданию группировки артиллерии и правильному распределению огневых задач. Были созданы артиллерийские группы поддержки пехоты (ПП) и артиллерийские группы дальнего действия (ДД).
Южная группа под командованием полковника М.И. Потапова действовала в составе 57-й стрелковой дивизии, 8-й мотоброневой бригады, 6-й танковой бригады, 8-й кавалерийской дивизии МНРА, дивизиона СУ-12, стрелково-пулеметного батальона 11-й танковой бригады, 37-го противотанкового дивизиона и роты танков ХТ-26. В артиллерийскую группу ПП входили 57-й артиллерийский и 57-й гаубичный артполки — всего 5 дивизионов, группа АДД состояла из 1-го дивизиона 185-го артполка РГК.
В центральной группе войск, которая должна была сковать японские войска огнем на всю глубину и не дать им возможности маневрировать к флангам, были созданы две артиллерийские группы ПП: группа поддержки пехоты 82-й стрелковой дивизии в составе 82-го артиллерийского полка и артиллерийского дивизиона 5-й стрелково-пулеметной бригады и группа поддержки пехоты 36-й мотострелковой дивизии в составе 175-го артиллерийского полка; всего в двух группах было 7 артиллерийских дивизионов. В состав группы АДД входили 2-й и 3-й дивизионы 185-го артиллерийского полка РГК, 1-й дивизион 126-го артиллерийского полка и отдельная 122-мм пушечная дальнобойная батарея.
Северная группа, которой командовал полковник И.П. Алексеенко, объединяла 7-ю мотоброневую бригаду, 601-й стрелковый полк 82-й стрелковой дивизии, два танковых батальона 11-й танковой бригады, 87-й противотанковый дивизион и 6-ю кавалерийскую дивизию МНРА. Непосредственную поддержку должен был осуществлять 82-й гаубичный артиллерийский полк.
Начальникам артиллерии 57-й, 82-й стрелковых и 36-й мотострелковой дивизий было приказано выделить по одной 76-мм батарее на каждый стрелковый полк для сопровождения пехоты огнем и колесами.
Артиллерийская подготовка предусматривалась продолжительностью 2 часа 45 минут; в последние 15 минут вся артиллерия должна была произвести мощный огневой налет по переднему краю обороны противника.
Артиллерийские группы поддержки пехоты должны были уничтожить и подавить огневые средства противника на переднем крае и в глубине обороны, воспрепятствовать проведению противником контратаки, сопровождать огнем наступление пехоты и танков. Артиллерийским группам дальнего действия были поставлены задачи подавления японской артиллерии; при этом особое внимание обращалось на подавление зенитных батарей противника, которые могли нанести урон нашей авиации. Кроме того, группы ДД должны были подавить резервы противника и воспрепятствовать подходу резервов из районов Номон-Хан-Бурд-Обо, Джинджин-Суме и озера Яньху.
В резерве 1-й армейской группы находились 212-я авиадесантная, 9-я мотоброневая бригады, два стрелково-пулеметных батальона и танковый батальон 6-й танковой бригады.
Начало наступления было назначено на 20 августа.
В ходе подготовки операции штаб 1-й армейской группы уделил особое внимание маскировке и мероприятиям по введению японского командования в заблуждение относительно своих намерений. Советские части демонстративно готовились к глухой обороне, имитировали строительство укреплений, передавали ложные запросы на инженерное имущество и зимнее обмундирование. Дезинформация достигла своей цели, но при этом, чтобы не встревожить «самураев» раньше срока, командирам подразделений запретили проводить свою разведку. Поэтому многие части накануне наступления не обладали информацией о характере обороны противника и его силах.
Японское командование тоже усиливало свою группировку. 10 августа в составе Квантунской армии была сформирована 6-я армия, объединившая все части, действовавшие в районе Халхин-Гола. Командующим был назначен генерал Огису Риппу. Армия включала в себя 7-ю и 23-ю пехотные дивизии, подразделения 8-го гарнизона, артиллерийские, транспортные части и дивизию «империи» Маньчжоу-Го. В августе на ее усиление были переброшены части 2, 4 и 1-й пехотных дивизий. Всего 6-я армия насчитывала около 65 тысяч человек и более 300 орудий, танков в наличии не имелось. Японский штаб тоже планировал наступление, собираясь сокрушить правый фланг советско-монгольских войск и, прижав их к болотистым берегам Хайластын-Гола, уничтожить. Однако генерал Риппо безнадежно опоздал.
В ночь на 19 июля северная и южная ударные группировки скрытно переправились на восточный берег Халхин-Гола. Внезапность была достигнута полная.
