主戦場となった満洲里方面では、中国側によると7月26日からソ連軍の砲撃が始まっていた。ソ連軍は戦車・航空機を利用して数度にわたる総攻撃を行い、11月には国境要地である満洲里、ダライノール、同月24日(ソ連側によると27日)にはハイラルを攻略した。11月17日夜に、ソ連軍は大規模な進撃を開始した。ダライノール守備を担当した中国軍第17旅(旅は旅団に相当)7千人は、一昼夜の激戦により将兵のほとんどが死傷、旅長の韓光第(かんこうだい)も戦死という大損害を被った。満洲里を守備していた中国軍第15旅もソ連軍に包囲され、旅長の梁忠甲以下の幹部は日本領事館に逃げ込んだ後、ソ連軍に投降した(満洲里の戦い)。ソ連側の記録によると、ダライノールと満洲里の戦闘で中国兵1500人が戦死し、9000人以上が捕虜となったのに対し、ソ連軍の損害は戦死123人と戦傷605人であった。大砲30門・装甲列車2本などがソ連軍によって鹵獲された。ソ連軍によると27日には、ほとんど無抵抗でハイラルを占領した。博克図に中国軍の残存部隊が発見されると、ハイラルに進出したソ連軍航空部隊が、28日に博克図駅と中国軍部隊に対し爆撃を行った。

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