Затем массово участвовал в боях на Халхин-Голе в составе 6-й и 11-й танковых бригад, последняя за 55 ходовых часов совершила марш от станции Борзя к границе МНР и далее через Баин-Тумен и Тамцак-Булак к западному берегу р. Халхин-Гол, пройдя всего за 6 суток на гусеничном ходу около 800 км (среднесуточный переход танковых батальонов бригады составлял до 150 км). Советские войска, сосредоточенные у р. Халхин-Гол, были сведены в 1-ю армейскую группу под командованием комкора Г. К. Жукова. Войска группы в середине августа 1939 г. имели 493 танка, 346 бронемашин, 532 орудия и миномета, 515 самолётов. Основные потери советские танковые части несли от огня артиллерии противника и, в частности, от 37-мм противотанковых пушек и 70-мм батальонных гаубиц обр. 1932 г. Тем не менее, в ходе боев все подбитые и аварийные танки эвакуировались линейными танками на сборные пункты аварийных машин танковых батальонов, где производился их ремонт, в основном агрегатным способом. Для эвакуации подбитых машин в каждой роте выделялись два танка, которые двигаясь за их боевыми порядками вели бой, а когда представлялся удобный момент, производили эвакуацию поврежденных машин. В ходе боев выявились и недостатки в подготовке, как личного состава, так и в управлении подразделениями и частями в бою. Командный и рядовой состав недостаточно хорошо знали перископический прицел и практически им не пользовались. Кроме того, наводчики слабо знали устройство танковой пушки и не могли быстро устранять мелкие неисправности вооружения. Крупные недочеты были допущены в организации взаимодействия между танками и пехотой. Времени на организацию взаимодействия между частями и соединениями часто не отводилось и нередко танкистам приходилось уяснять задачи уже в ходе боя. 48 БТ-7 безвозвратно потеряны в боях у Халхин-Гола (включая один БТ-7 артиллерийский).