В июне 1937 года назначен на должность помощника начальника 10-го сектора командного управления РККА по Монголии. В декабре того же года направлен в специальную командировку в МНР, где служил на должностях инструктора в Монгольской народно-революционной армии, а затем военным советником при маршале Х. Чойбалсане. Принимал участие в оперативном руководстве боевыми действиями на реке Халхин-Гол, участвовал в боях против противника под командованием генерала Мититаро Комацубара в районе Баян-Цаган. В справке для наркома обороны СССР за август 1940 года отмечалось: «Генерал-майор Корнеев Т. Г. был в МНР, работал в качестве главного военного советника МНРА. По отзывам т. Жукова и Отдела специальных заданий Генерального штаба Красной Армии работал хорошо. За Халхин-Гольскую операцию награждён орденом Красной Звезды и орденом Красного Знамени МНР».