Ранним воскресным утром 20 августа авиация и артиллерия нанесли мощный удар по переднему краю вражеской обороны, по ближайшим резервам и артиллерийским позициям. В 9 часов под звуки «Интернационала», передаваемые громкоговорителями, началась атака по всему фронту. В течение всего дня артиллерия вела напряженный огонь, израсходовав около 30 тысяч снарядов. Артиллерийские батареи и дивизионы передвигались вперед вместе с пехотой и танками и оказывали им поддержку, прямой наводкой расстреливали огневые точки противника. Конечно, без накладок в таком сложном деле обойтись не могло. На южном фланге 6-я танковая бригада задержалась на переправе и в первый день не смогла принять участия в наступлении. Северная группа внезапно натолкнулась на сильный опорный пункт в районе высоты Палец (Фуи).
В беседе с писателем К.М. Симоновым маршал Г.К. Жуков рассказал, что на третий день операции, «когда японцы зацепились на северном фланге за высоту Палец и дело затормозилось», у него состоялся неприятный разговор с командующим фронтовой группой командармом 2 ранга Штерном:
«Штерн приехал ко мне и стал говорить, что он рекомендует не зарываться, а остановиться, нарастить за два-три дня силы для последующих ударов и только после этого продолжать окружение японцев. Он объяснил свой совет тем, что операция замедлилась и мы несем, особенно на севере, крупные потери. Я сказал ему в ответ на это, что война есть война, и на ней не может не быть потерь, и что эти потери могут быть и крупными, особенно когда мы имеем дело с таким серьезным и ожесточенным врагом, как японцы. Но если мы сейчас из-за этих потерь и из-за сложностей, возникших в обстановке, отложим на два-три дня выполнение своего первоначального плана, то одно из двух: или мы не выполним этот план вообще, или выполним его с громадным промедлением и с громадными потерями, которые из-за нашей нерешительности в конечном итоге в десять раз превысят те потери, которые мы несем сейчас, действуя решительным образом. Приняв его рекомендации, мы удесятерим свои потери».
Что-что, а действовать «решительным образом» Георгий Константинович умел, а потери предпочитал считать у противника. Штерн, хоть и был прямым жуковским начальником, свои рекомендации снял. Жуков бросил в сражение все резервы.
23 августа Г.К. Жуков ввел в сражение свои последние резервы. К исходу дня оборона японских войск на всех участках была прорвана и вся вражеская группировка оказалась в окружении. Советско-монгольские войска расчленяли оборону японцев на ряд изолированных очагов и затем уничтожали их. В период с 24 по 27 августа японские войска предпринимали неоднократные атаки с целью прорыва кольца окружения. Все атаки были отбиты, а Жуков отдал приказ о создании вдоль границы линии обороны с траншеями полного профиля, инженерными заграждениями и тремя противотанковыми районами на танкоопасных направлениях. К вечеру 28 августа советские войска при поддержке массированного артиллерийского огня взяли штурмом сопку Ремизова — последний опорный пункт «самураев» на северном берегу реки Хайластын-Гол. К 31 августа последние окруженные японские группы были полностью истреблены.
Чистая победа!
Хотя столкновения на монгольской границе еще продолжались, газета «Правда» 1 сентября 1939 года возвестила о поражении японо-маньчжурских войск на реке Халхин-Гол. 15 сентября в Москве было подписано соглашение между СССР, Монгольской Народной Республикой и Японией о прекращении боевых действий.
Советские войска заняли почти всю спорную территорию и захватили богатые трофеи. В частности, было взято 175 орудий всех систем, в том числе дюжина 150-мм пушек и гаубиц, 18 минометов, 340 пулеметов, 12 тысяч винтовок и 42 тысячи снарядов. Командование 1-й армейской группы оценивало общие потери противника с мая по сентябрь в 55 тысяч человек. Коммунистические летописцы цифру неоднократно пересчитывали, каждый раз изменяя ее в сторону увеличения, пока не сошлись на том, что за все время боев на Халхин-Голе японцы потеряли 61 тысячу солдат и офицеров, в том числе около 25 тысяч убитыми. Штаб Квантунской армии в официальном докладе показал 8632 убитых и 9087 раненых.
Надо сказать, что если японские генералы не умели жалеть своих солдат, то считать их они были приучены: каждому павшему бойцу полагался традиционный лакированный ящик и похороны на родине. По просьбе японской стороны в течение десяти дней на местах боев проводилась эксгумация. Маршал Н.Н. Воронов вспоминает: «На поле битвы встречалось немало колышков с дощечками, на которых с солдатской лаконичностью было выведено: «Здесь зарыты самураи — 11 штук», «Здесь зарыто самураев 5 штук». Много таких штук мы сдали японской комиссии. Всего было вывезено 6281 тело погибших.
Большевики сентиментальностью не страдали и на мертвых «народные деньги» не тратили. Погибших красноармейцев и командиров зарыли там же, в песках Монголии, в общих рвах на 25–30 покойников, только дощечки были другие, но тоже «по-солдатски» лаконичные: «Братская могила № 5», «Братская могила № 9» (так же было и на Хасане, где на сегодняшний день насчитывается 48 братских могил).
В докладе Г.К. Жукова об итогах операции потери советских частей были оценены 3279 убитых и 15 265 раненых. Однако, по современным официальным данным, убитых, пропавших без вести и умерших от ран было 9695 человек, раненых — 15 251. Безвозвратно потеряны 22 орудия, в основном «сорокапятки» и «полковушки», 8 минометов, 1390 винтовок, 38 пулеметов «максим» и 308 пулеметов ДП.
Убедительная победа Красной Армии на реке Халхин-Гол была достигнута благодаря отсутствию у противника моторизованных соединений и тактической отсталости японской армии, проповедовавшей в обороне принцип «ни шагу назад». Газета «Асахи» 4 октября писала: «Нужно до предела насытить армию моторизованными частями. В этом кроется глубочайший смысл событий последнего времени. До сих пор народ не знал, до какой степени оборудованы моторизованные части Советского Союза. Теперь найдется немало людей, пораженных такой неожиданностью». Таким образом, «разведка боем» обернулась неприятной «неожиданностью». Японскому военно-политическому руководству была нанесена глубокая психологическая травма, в значительной степени повлиявшая на выбор направления дальнейшей экспансии.
Боевые действия в Монголии выявили недостатки в боевой подготовке и организации РККА, но всерьез их разбором никто не занимался. Как любили писать в те времена, «недочеты исправлялись в ходе боя». Во-первых, их списывали на особые условия, в которых пришлось воевать, во-вторых, победная эйфория не способствует критическому разбору, в-третьих, 1 сентября 1939 года началась Вторая мировая война, и жаркие схватки в монгольском захолустье, совсем недавно притягивавшие внимание всего мира, стали казаться незначительной «пробой сил на пятачке».
Сталин, поделив сферы влияния с Гитлером, двинул Красную Армию в Освободительный поход.
В соответствии с постановлением Главного военного совета от 22 июля 1939 года для пересмотра организационно-штатной структуры войск была создана специальная комиссия под председательством заместителя наркома обороны командарма 1 ранга Г.И. Кулика. Комиссия рассматривала организацию стрелковых и кавалерийских дивизий, укрепленных районов, танковых войск, артиллерийских частей и частей ПВО, органов местного и центрального аппарата управления. В частности, была принята новая организация стрелковой дивизии численностью 17,5 тысячи человек вместо 12 тысяч по штату 1935 года.