第11坦克旅开往哈拉哈河地区，同时命令驻在乌兰乌德的摩托化步兵第36师一部向哈拉哈河集合，并将司令部从乌兰巴托迁到距哈拉哈河125公里的塔木察格布拉格，苏联的飞机也不断在发生战事的地区集合，并在诺门罕地区进行飞行侦察。5月22日至24日，苏联空军与日本关东军第2飞行集团在诺门罕上空展开了大规模的空战。日军夺去了制空权。5月24日蒙古骑兵第6师（辖骑兵第15、第17团，每个骑兵团由2个骑兵连和1个机枪连组成，师直装甲车营、炮兵营等）渡过哈拉哈河，击退满州国骑兵，并在哈拉哈河以东10千米处据733高地、73