Начинается наращивание войск обеих сторон пограничного конфликта. Участились воздушные схватки. Задействованный советский истребительный авиаполк из Забайкальского военного округа за два дня боёв потерял 15 машин, а японцы, летающие на истребителях Ki-27, только одну. Сталину становится ясно, что его рядовые лётчики уступают японским. Из Москвы 29 мая вылетает авиаполк, укомплектованный лётчиками с боевым опытом сражений в Испании и Китае. Из них 17 уже были героями Советского Союза. Командовал ими заместитель начальника ВВС РККА, герой Советского Союза Смушкевич. Второе, что сделал Сталин, он сменил командование корпуса в Монголии, направив туда комдива Жукова из Западного военного округа и комбрига Богданова. Командующему 1-ой Отдельной Краснознамённой армии, командарму Штерну приказано обеспечить Жукова всем необходимым и координировать совместную с Монголией войсковую операцию. Для обеспечения в ней победы дополнительные войсковые части подвозились из центра страны по Транссибирской железнодорожной магистрали и далее по грунтовым дорогам Монголии на грузовиках. На ближайшие к Халкин-голу аэродромы прилетели самые новейшие боевые самолёты: истребители И-16 и «Чайка», бомбардировщики СБ.
Японцы тоже усилили свою группировку. 27 июня воздушным ударом по советским аэродромам они уничтожили на земле 19 самолётов. Несмотря на невероятную концентрацию советских войск и монгольской конницы, когда 2 июля японцы перешли в наступление, войско Жукова дрогнуло. Японцы углубились на 40 км, форсировали реку Халкин-гол и заняли господствующую высоту на её западном берегу. Более сотни японских танков при поддержке пехоты прижали полторы тысячи красноармейцев и три тысячи монгольских конников к самому восточному берегу Халкин-гола. В этот критический момент Жуков вводит в бой без пехотного сопровождения последний резерв – 150 танков, 154 бронеавтомобиля и монгольский бронедивизион, машины которого оснащены 45 мм пушками. Японцы дрались остервенело и потеряли только убитыми около восьми тысяч солдат. Но на четвёртый день боёв Жуков стал победителем.
Поскольку победа оказалась во многом пирровой, группировку советских войск решили усилить. В Забайкальском военном округе после частичной мобилизации сформировали две дивизии. Перевезли и третью. Танковую бригаду с новейшими танками перебросили из Московского военного округа.
Планированием дальнейших операций занялся Генеральный штаб Красной Армии. Это уже становилось похожим на войну с Японией и не входило в планы Сталина. Ознакомившись с планами, Сталин сказал:
Военная группировка у реки Халкин-Гол превысит сто тысяч красноармейцев, и Жуков, потеряв за всё время боёв более 26 тысяч бойцов, одержит победу в этом пограничном конфликте. Японские потери будут на 4 тысячи меньше.
Сталин, конечно, боялся расширения конфликта и войны с Японией, понимал, что полк воздушных асов из лётчиков-испытателей у него только один и таких командиров, как Жуков, у него раз, два и обчёлся. Маленькая схватка на Халхин-Голе, как и в прошлом году у озера Хасан, показала – воевать его армия не готова. А огромная японская армия заканчивает в Китае и вполне может двинуться на Дальний восток. Эта озабоченность советского вождя отразилась в его выступлении на 18-ом съезде ВКП(б) 10 марта 1939 г:
Спасительный план в его голове родился неожиданно несколько месяцев тому назад.
«Друг моего друга не может быть мне врагом»
, – в этой аксиоме суть плана. Надо стать другом нацистской Германии, и тогда Япония не посмеет напасть на СССР. Задача непростая, но вполне реализуемая. Он уже подробно разъяснил полпреду в Германии тов. Мерекалову, как постепенно донести до руководства Рейха инициативу Сталина по улучшению отношений наших стран.