Принимая такое рискованное волевое решение, Жуков разошелся во мнениях с командармом Г.М. Штерном. Тот, исходя из положений боевого устава РККА, считал, что танки на укрепленные полевые позиции неприятеля без поддержки пехоты посылать нельзя и требовал дождаться подхода стрелкового полка сопровождения. Однако Жуков настоял на своем и впоследствии Штерн признал, что в той ситуации принятое решение оказалось единственно возможным.

Получив первый удар и узнав о встречном движении сильной бронетанковой группы советско-монгольских войск, противник решил закрепиться в районе горы Баин-Цаган, используя против наших танков и бронемашин свою противотанковую артиллерию.

Когда командованию советско-монгольских войск стало известно о переправе японцев в районе Баин-Цаган, оно решило немедленно атаковать противника, окружить его и уничтожить. Для этого 2-му батальону 11-й танковой бригады и бронедивизиону 8-й кавалерийской дивизии (18 бронеавтомобилей БА-6) приказывалось активными действиями связать противника с фронта и не допустить его продвижения на юг, главным силам 11-й танковой бригады нанести удар с севера, 24-му мотострелковому полку – с северо-запада, 7-й мотоброневой бригаде, подходившей позднее, – с юга.

Стремительный удар танкистов, поддержанный огнем всей имеющейся артиллерии, поставленной на прямую наводку, и ударами советской авиации, ошеломил противника. Завязались жаркие воздушные схватки. В отдельные моменты в небе над горой Баин-Цаган находилось до 300 самолетов воюющих сторон. Японцы, не успевшие после переправы через Халхин-Гол развернуться в организованные боевые порядки, не смогли противостоять дерзкой атаке танковой бригады. Вскоре танкистов поддержали подошедшие батальоны 24-го мотострелкового полка и 7-й мотоброневой бригады, имевшей в своем составе 154 БА-6, БА-10, ФАИ.

Выполняя приказ командования, главные силы 11-й танковой бригады совместно с бронедивизионом 8-й кавалерийской дивизии Монгольской Народно-революционной армии около 11 часов 3 июля развернулись и с хода атаковали японцев: 1-й батальон 11-й танковой бригады, охватывая гору Баин-Цаган с северо-запада, атаковал противника во фланг и в тыл, а 3-й батальон этой бригады и бронедивизион 6-й кавалерийской дивизии (18 БА-6) атаковали с запада, зажав таким образом неприятеля в стальное танковое полукольцо.

54, 55. Советские танкисты осматривают брошенную японскую военную технику. Район горы Баин-Цаган, 3 июля 1939 года (АВЛ).

Маршал Советского Союза Г.К. Жуков в своих "Воспоминаниях и размышлениях" писал о том бое:

"Бригада наносила удар с северо-запада; один ее танковый батальон, взаимодействуя с броневым дивизионом 8-й монгольской кавалерийской дивизии и дивизионом 185-го тяжелого артиллерийского полка, атаковал противника с юга.

Развернувшаяся танковая бригада в количестве 150 танков, при поддержке 40 самолетов, стремительно ринулась на врата. В головных порядках главных сил бригады двинулся батальон под командованием командира батальона, замечательного воина майора Михайлова, а впереди батальона уже врезался в боевые порядки японцев взвод лейтенанта Кудряшова, исключительно отважного танкиста.

Японцы были ошеломлены стремительным ударом танковой бригады, притихли в своих противотанковых лунках и только через 10 минут открыли артиллерийский огонь по нашим танкам. От огня противника загорелось несколько танков, и это, видимо, как-то подбодрило японцев. Они значительно усилили артиллерийский и пулеметный огонь. На поле боя уже горело до 15 наших танков. Но никакая сила и огонь врага не могли остановить боевою порыва наших славных танкистов.

Было около 12 часов. По нашим подсчетам, с минуты на минуту должен подойти и вступить в бой 24-й мотострелковый полк. Он был крайне необходим для взаимодействия с танковой бригадой, которая без пехоты несла значительные потери. Но, как это иногда случается на войне, 24-й мотополк вышел по ошибке не к озеру Хуху-Усу-Нур, а к "Развалинам".

Развернувшись в боевой порядок, в 13 часов 30 минут – южнее озера Хуху-Усу-Нур 24-й полк перешел к наступление, нанося удар с запала на восток. Несколько позже вступила в бой 7-я мотобропевая бригада полковника Лесового.

Японцы отбивались от наших атак отчаянно. Но грозная лавина танков, бронемашин и пехоты все дальше и дальше продвигалась вперед, ломая и громя все, что попадало под гусеницы танков, огонь артиллерии, под удар пехоты.

Японцы бросили всю свою авиацию против атакующих наших войск, но ее встретила и атаковала наша авиация. Бой с неослабевающей силой продолжался всю ночь.

Утром, подбросив за ночь свежие силы, японцы попытались перейти в наступление, но эта их попытка была немедленно подавлена".