1936年、ソ連と相互援助議定書を締結して赤軍の駐留を認め、ソ連の衛星国としてのモンゴルの立場を築くとともに同年に内務大臣として秘密警察を創設、1937年に全軍総司令官に就いて自国軍の近代化を推し進めた。1939年のハルハ河戦争では赤軍の支援を得て満州国との国境紛争で日本軍（関東軍）に勝利した。また、第二次世界大戦末期の1945年8月9日に始まったソ連の対日宣戦では、ソ連と共に日本に宣戦布告をして満州や内モンゴルに侵攻し、ソ連軍の勝利に貢献するとともにモンゴル人民共和国の国際的認知の第一歩を記した。この布告書には「モンゴル人が統一国家となるため」とあり、同年8月10日のラジオ放送では「本日政府の命令に基づいて、我が軍は越境し、内モンゴル地域に速やかに進攻した。これは血を分けた内モンゴルを解放し、自由を獲得するためである」と汎モンゴル主義を訴える演説した。この呼びかけは満州国軍（興安軍）や内蒙軍の背反逃亡、内モンゴル人民共和国や東モンゴル自治政府などの樹立、後には蒙古聯合自治政府の主席だったデムチュクドンロブ（徳王）の亡命を満州や内モンゴルに引き起こすことになる。当初のチョイバルサンは外モンゴルを、内モンゴルをデムチュクドンロブに任せて自身は全モンゴルの統治者となることを考えていた。ソ連軍が内蒙古に投入した師団は1個だったのに対してモンゴル軍は4個もの師団を派遣して内蒙古東部から内蒙古西部まで進駐していたが、占領した内蒙古を放棄する代わりに中華民国にモンゴル人民共和国の独立承認を迫ったスターリンによって内外モンゴル統一は実現せず、占領地のソニド右旗を慰問で訪れたチョイバルサンは中国共産党との連携を指示したことでウランフが内モンゴルを支配することになった。この際に得られた日本軍や民間人の捕虜はモンゴル国内での強制労働にも使役され（シベリア抑留）、犠牲者を出した。