В назначенное время взревели моторы почти сотни танков. Главные силы 11-й бригады - 1-й и 3-й батальоны стремительно рванулись в атаку. Первый батальон под командованием майора Г.М.Михайлова охватывал гору Баин-Цаган с северо-запада, а третий во главе с капитаном С.В.Канавиным совместно с пушечными бронемашинами бронедивизиона 6-й кавалерийской дивизии МНРА - с запада. В это же время второй танковый батальон и бронедивизион 8-й кавалерийской дивизии МНРА вели наступление с юга.
Японцы, наскоро укрепившись, встретили советско-монгольские танки и бронемашины ожесточенным артиллерийским огнем. То здесь, то там вспыхивали машины. Однако остальные, ведя огонь из пушек и пулеметов стремительно шли на врага. Особенно успешно действовал 1-й танковый батальон майора Г.М.Михайлова. Японский снаряд пробил лобовую броню и попал в водителя. Тогда майор лично повел боевую машину в бой. Гусеницами своего танка он раздавил несколько вражеских противотанковых орудий. Возглавляемый Михайловым батальон нанес врагу большие потери, разгромил подходящие резервы.
По плану командира корпуса одновременно с северо-запада удар по противнику должен был наносить 24-й мотострелковый полк и с юга - 7-я мотоброневая бригада. Но мотострелки несколько сбились с заданного направления и вступили в бой только около полудня. Еще через три часа с юга вступили в бой тяжелые пушечные бронеавтомобили 7-й мотоброневой бригады.
Совместной атакой с трех сторон японцы были отброшены к горе Баин-Цаган и прижаты к реке. Здесь они оказали отчаянное сопротивление. По наступающим советско-монгольским танкам и бронемашинам из заранее подготовленных окопов вели огонь многочисленные противотанковые орудия. Солдаты-смертники пытались подсунуть под гусеницы мины на бамбуковых шестах. Танкисты роты старшего лейтенанта В.Р.Филатова сумели прорваться к огневым позициям вражеской артиллерии и раздавили несколько орудий. Бой длился весь день 3 июля. К заходу солнца напряжение несколько стихло. Это был лишь короткий перерыв...
В 20 часов 30 минут с новой силой загрохотала советская артиллерия. Через полчаса наши танки и пехота вновь рванулись вперед. Тяжелый, кровопролитный ночной бой продолжался до рассвета.
Утром 4 июля японцы, после трехчасовой артиллерийской подготовки, попытались перейти в контратаку. Одновременно в воздухе появились крупные силы авиации противника, чтобы нанести удар по советско-монгольским войскам. Навстречу им рванулись краснозвездные истребители. В небе завязались напряженные воздушные бои. Потеряв около двадцати самолетов, противник обратился в бегство. Встреченные огнем советских танков, бронемашин и артиллерии, японские атаки захлебнулись.
В 17 часов советские войска после короткой артиллерийской подготовки начали решительное наступление. Бои продолжались всю ночь. Японские офицеры с криками "банзай" неоднократно поднимали своих солдат в контратаки. Противник изо всех сил пытался удержаться на вершине горы Баин-Цаган. Только утром 5 июля сопротивление японцев на восточном берегу Халхин-Гола было сломлено. Не выдержав стремительного натиска советско-монгольских войск, оставив на поле боя тысячи трупов и огромное количество вооружения и боевой техники, остатки японских частей в беспорядке пытались переправиться на восточный берег Халхин-Гола. Чтобы заставить свои войска сражаться до последнего патрона, японское командование приказало саперам взорвать единственный наплавной мост через реку. Когда вверх взметнулись обломки понтонов и настила, растерянность, казалось, достигла своего апогея. Вражеские офицеры и солдаты в панике кидались в холодные, быстрые воды и тонули. Разгром врага довершили наши танкисты.
В Баин-Цаганском сражении советские воины показали исключительное мужество и героизм. Отбивая 2 июля фронтальную атаку, бронерота 9-й мотобронебригады в составе двенадцати пушечных бронеавтомобилей вступила в бой с шестьюдесятью вражескими танками и подбила двадцать шесть из них.
Героически вел себя в этот день красноармеец И.С.Ломакин. Когда на наши позиции двинулись вражеские танки, он вступил в единоборство со стальными машинами. Смелый воин пополз вперед и, спрятавшись в траве, стал поджидать танк. Когда тот приблизился, Ломакин бросил гранату под гусеницу. Остановившуюся машину расстреляла артиллерия.
...Противотанковое орудие подбило японский танк. Но экипаж не думал сдаваться и начал стрелять из пушки. Тогда лейтенант С.Кузьмин и старшина Л.Губин закидали танк гранатами и вытащили оглушенных танкистов. Затем Губин влез в японскую машину и стал стрелять из пушки по противнику.
На южных подступах к Баин-Цагану командир взвода 7-й мотоброневой бригады А.И.Мартынов уничтожил два противотанковых орудия противника. Однако и его бронемашина была подбита и остановилась. Тогда Мартынов с места разбил еще три японских орудия. Вражеский снаряд заклинил башню, Мартынов залег около машины и, стреляя из пулемета, вывел из строя еще несколько огневых точек.
