7月3日，在哈拉哈河西岸，朱可夫调集苏军第11坦克旅主力，在蒙古第6骑兵师、第8骑兵师装甲车营、苏军第24摩托化步兵团1个加强炮兵营的支援下向渡过哈拉哈河的日军发起反击。第71联队在占领了巴音查山之后，遭到苏蒙军12辆装甲车的进攻。在联队属速射炮中队到达之前，他们束手无策。苏军坦克和装甲车以少则几辆，多则30辆的规模反复对日军发起冲击。由于苏军的坦克和装甲车安装的都是汽油发动机，在蒙古草原白天炙热的阳光下进行高速行驶，导致发动机过热，很容易就会被日军的燃烧瓶点燃。野炮第13联队第3大队的三八式75毫米野战炮击毁的最近的1辆苏军坦克，已经冲到了距离火炮30米的地方。第72联队的九二式70毫米步兵炮甚至在5米的距离上打瘫了1辆苏军坦克。还有更多的苏军坦克和装甲车遭到了日军步兵的近距离攻击，他们携带炸药包、反坦克地雷和燃烧瓶，疯狂地冲向苏军坦克。由于投入实战之前日军收集了1200瓶玻璃汽水瓶用于制造燃烧瓶对抗苏军坦克，前来支援的第26联队勉强击退了苏军坦克的进攻。混乱之中，第23师团的师团长小林原中将则遭到了15辆苏军坦克和装甲车的穷追猛打，如果不是野炮第7中队及时救驾，小林原中将也就一命呜呼了。
战斗持续到7月4日，就连燃烧瓶这种简易武器，第26联队也只剩下48个了。7月5日，在苏军钢铁洪流的滚滚冲击之下，渡过了哈拉哈河的日军不得不撤回了东岸。
7月2日-3日，苏军也对安岗支队发起了反击。关于苏军对日军安岗支队的此次打击，已经有众多相关资料，这里不再赘述战斗过程。在战斗中，日军投入战场的73辆各型坦克中损失了42辆，大部分毁于苏军坦克和步兵的45毫米反坦克炮。用于试验而投入战场的4辆九七式中型坦克也有1辆被击毁，而损失的42辆坦克中只有13辆得以回收和修复。日军战车部队宣称他们击毁了苏军32辆БT型快速坦克和35辆装甲车。日军自己的损失太大，日本的国力也经不起这么严重的坦克损失，安岗支队残部只能灰溜溜地撤出战场。根据苏军记录，7月3日时，苏军在哈拉哈河东岸只有第9装甲旅的装甲车和第11坦克旅第2坦克营的8辆БT-5型快速坦克；7月3日，这8辆坦克中有3辆被日军打瘫而损失；7月4日，剩下的5辆里有3辆在战斗中受了轻伤。
7月2日-5日之间的战斗中，渡过哈拉哈河的日军被苏军赶了回去，而日军夺取哈拉哈河东岸苏军高地的行动也失败了。苏军第11坦克旅的损失还是很严重的。一旦迫近苏军坦克和装甲车，日军九四式37毫米反坦克炮和三八式75毫米野战炮都可以击毁苏军装甲战斗车辆。此时，苏军坦克多装备汽油发动机，因此日军燃烧瓶也产生了很大的威胁。苏军逐渐学会了如何扬长避短地打击日军，苏军坦克不再冲上日军阵地，而是停在日军反坦克炮的有效射程之外，集中炮火进行轰击。这样的打法很难实现歼灭日军的目的，但是日军也确实就对苏军坦克和装甲车无可奈何了。7月5日，苏军15辆坦克在1500米的距离上炮击第7师团第28联队的尾川步兵大队。在这样的距离上，尾川步兵大队装备的2门九二式70毫米步兵炮和4门九四式37毫米炮根本无法对苏军坦克造成威胁，日军步兵除了拼命挖沟躲避以外就毫无办法了。7月6日之后，日军只能以苏军不太擅长的夜袭战来抵消苏军坦克部队的威力。
7月20日，苏军第2化学坦克旅第2连增援，装备OT-130型喷火坦克18辆，再加上诺门坎前线已有的19辆OT-26型喷火坦克，则苏军在8月初已经装备了37辆喷火坦克。7月23日-8月28日，苏军第11坦克旅得到了155辆БT-7型快速坦克的加强。部分是装备柴油发动机的型号，这让日军的燃烧瓶难以发挥作用。
在装备处于全面劣势的情况下，日军士兵再次开始了疯狂的近距离反坦克攻击。日军的藤田大尉指挥1门九四式37毫米反坦克炮在多次击退了苏军坦克的进攻之后耗光了弹药。当苏军坦克再次来袭时，他手握武士刀爬上1辆T-26轻型坦克的炮塔，杀死了苏军车长，但是他自己的胳膊也被苏军坦克的炮手打成重伤。藤田大尉本人因为疯狂的“勇武”而获得了金鵄勋章，失去了一条手臂的他只能在军队当教导员来度过第二次世界大战余下的时间。
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