Огромная работа была проделана по обеспечению войск всем необходимым. Для перевозки грузов на расстояние в 1300—1400 километров задействовали более 4 тысяч грузовых машин и 375 автоцистерн, прибывших в Монголию из Советского Союза. Один автомобильный рейс с грузом и обратно длился пять дней. Созданные запасы боеприпасов, горючего и смазочных материалов, продовольствия были рассчитаны на двухнедельную наступательную операцию.
К началу наступательной операции советско-монгольская группировка, при общем превосходстве японцев в силах, добилась почти трехкратного превосходства в танках и в 1,7 раза — в самолетах. Это превосходство и решил использовать Жуков в предстоящей операции. Он планировал сковать противника с фронта, а затем сильными фланговыми ударами окружить и уничтожить его между государственной границей МНР и рекой Халхин-Гол.
Жуков впервые в мировой военной практике использовал танковые и механизированные части для решения оперативных задач в качестве основной ударной силы фланговых группировок, совершавших маневр на окружение.
Командующий 1-й армейской группой разделил войска на три группы — Южную, Северную и Центральную. Главный удар наносился первой из них — Южной под командованием полковника М.И. Потапова. Вспомогательный удар наносила Северная (командир — полковник И.П. Алексеенко). Центральной группе комбрига Д.Е. Петрова ставилась задача сковать силы японцев на линии фронта и не дать их командованию сманеврировать войсками на фланги, которые подвергались сильной атаке.
В резерве находились 212-я авиадесантная и 9-я мотоброневая бригады и танковый батальон. Резерв армейской группы сосредоточился в центре позиции, у горы Хамар-Даба.
Непосредственное участие в этой операции из состава войск Монгольской Народной Республики приняли 6-я и 8-я кавалерийские дивизии общей численностью около 2260 конных бойцов, из них командиров — 862 человека. Под руководством маршала X. Чойбалсана действовала командная оперативная группа в составе комдива Ж. Цэрэна, полковников Б. Цога и Г. Эрэндо.
Наступление советско-монгольских войск началось 20 августа. Как стало известно, японское командование спланировало собственное наступление, назначенное на 24 августа. Удар войск Жукова, ко всему прочему, получился еще и упреждающим вражеский замысел.
Наступление 1-й армейской группы было назначено на воскресный день. Дезинформационная программа сработала хорошо — командование японской 6-й армии не ожидало удара противника.
Поэтому генерал Огису Риппо разрешил многим своим подчиненным генералам и старшим офицерам воскресный отпуск, и они отбыли из расположения своих войск отдыхать: кто в Хайлар, кто в Ханчжур, кто в Джанджин-Сумэ.
Маршал К.Г. Жуков писал: «Нам было очень важно начать ее (наступательную операцию. — А.Ш.) тогда, когда большинство основных командиров будут отсутствовать, а войска в самый сложный момент окажутся в руках менее опытных командиров».
Штаб командующего 1-й армейской группой был устроен на вершине горы Хамар-Даба по всем правилам военно-инженерного искусства. Отсюда, в случае необходимости, Жуков мог связаться не только с действующими войсками на восточном берегу Халхин-Гола, но и с Улан-Батором и Москвой.
Хроника начала решающей наступательной операции советско-монгольских войск в сражении на берегах реки Халхин-Гол (по жуковским «Воспоминаниям и размышлениям») такова:
«6 ч. 15 м.
Наша артиллерия открыла внезапный и мощный огонь по зенитной артиллерии и зенитным пулеметам противника. Отдельные орудия дымовыми снарядами обстреляли цели, которые должна была бомбить наша бомбардировочная авиация.
В районе реки Халхин-Гол все больше и больше нарастал гул моторов подходившей авиации. В воздух поднялись 153 бомбардировщика и около 100 истребителей. Их удары были весьма мощными и вызвали подъем у бойцов и командиров.
8 ч. 45 м.
Артиллерия и минометы всех калибров начали огневой налет по целям противника, доведя его до пределов своих технических возможностей. В это же время наша авиация нанесла удар по тылам противника. По всем телефонным проводам и радиостанциям была передана установленным кодом команда — через 15 минут начать общую атаку.
9 ч. 00 м.
Когда наша авиация штурмовала противника, бомбила его артиллерию, в воздух взвились красные ракеты, означавшие начало движения войск в атаку. Атакующие части, прикрываемые артиллерийским огнем, стремительно ринулись вперед.
Удар нашей авиации и артиллерии был настолько мощным и удачным, что противник был морально и физически подавлен и не мог в течение первых полутора часов открыть ответный артиллерийский огонь. Наблюдательные пункты, связь и огневые позиции японской артиллерии были разбиты…»
Атакующие войска действовали в первый день в точном соответствии с планом операции. Артиллерийская подготовка велась два с половиной часа. 20 августа все части наступали на отведенной для них полосе фронта. Только 6-я танковая бригада не смогла в полном составе переправиться через реку Халхин-Гол и принять участие в дневном бою. Ее последние танки оказались на противоположном речном берегу только к исходу воскресного дня. Наведенный саперами понтонный мост не выдержал тяжести танков, поэтому было решено переправлять их вброд. Поскольку глубина реки в этом месте доходила до основания танковых башен, то танкистам пришлось конопатить все щели в своих машинах, чтобы вода не залила моторы. Полки 8-й монгольской кавалерийской дивизии на южном участке заняли линию государственной границы между высотами Эрис-Улай-Обо и Хулат-Улай-Обо. Стоявшая там баргудская конница была сбита на протяжении всех 15 километров участка границы.
Самые тяжелые бои в первый же день наступательной операции развернулись на центральном участке. Здесь основу обороны японцев составляли две хорошо укрепленные в инженерном отношении высоты — Песчаная и Зеленая. Окопы здесь были полного профиля с многочисленными пулеметными ячейками и батарейными позициями. Атакующим к исходу 20-го числа удалось в полосе вражеской обороны продвинуться вперед только на 500—1000 метров. Чтобы подавить очаги сопротивления, советские артиллерийские батареи прицельным огнем обстреливали их и разрывами снарядов помогали авиации наносить более точные бомбовые удары.
Оправившись от первого удара, японские войска 21-го и 22-го числа повели упорные оборонительные бои. Особенно стойко они держались в районе Больших Песков, и командующему Жукову пришлось ввести в сражение резервную 9-ю мотоброневую бригаду и добавить на этот участок фронта артиллерии. Ожесточенные схватки прошли у высоты Фуи («Палец»). Здесь наступающим пришлось даже окопаться у ее подножия.
В первый же день наступления командование 6-й японской армии оказалось в заблуждении, так и не сумев определить главное направление удара советских войск. На поле боя был найден приказ командира 23-й пехотной дивизии генерал-лейтенанта Камацубары, датированный 20 августа. Он гласил: «Противник наступает равномерно по всему фронту, а главный удар наносит на северном участке, на высоту Фуи». На самом же деле главный охватывающий удар с начала операции наносила Южная группа советских войск.
Жуковский план операции удавался на славу. Противник, скованный атакующими усилиями Центральной группы советско-монгольских войск, не смог оказать поддержки своим частям, находившимся на флангах. Бронетанковые и механизированные войска наступающих Южной и Северной групп к исходу 26 августа соединились и завершили полное окружение японской 6-й армии. После этого отсекающими ударами началось ее дробление и уничтожение по частям.
Бои шли в пустынной местности с большим обилием песчаных барханов, сыпучих песков, глубоких котлованов. Наступавшие испытывали затруднения со снабжением питьевой водой.
Продолжались налеты советской авиации на японские позиции. Только за 24 и 25 августа бомбардировщики СБ совершили 218 боевых групповых вылетов и сбросили на противника около 96 тонн бомб. Истребителями за эти два дня в воздушных боях было сбито около 70 японских самолетов.
О том, как шло сражение на реке Халхин-Гол,, рассказывается в дневнике погибшего японского солдата Факуты:
«20 августа 1939 года.
С утра установилась хорошая погода. Истребители и бомбардировщики противника, штук 50, группами появились в воздухе. В 6.30 артиллерия противника всей своей мощью начала обстрел. Артиллерийские снаряды стонут над головой.
Тучи артиллерийских снарядов падают поблизости от нас. Становится жутко. Команда наблюдения использует все, чтобы разведать артиллерию противника, но успеха не имеет, так как бомбардировщики бомбят, а истребители обстреливают наши войска. Противник торжествует по всему фронту.