7月3日：日軍攻擊了一整天，卻接連敗北，隻有第4坦克聯隊，於當日晚在大雨掩護和蘇軍的麻痹大意下，奔襲了蘇軍第36摩步師的重炮陣地僥幸得手，取得了第1坦克師團在諾門罕作戰中，唯一可以撐一下麵子的一次勝利。
7月4日淩晨：小鬆原是不見棺材不掉淚，經過一番準備，仍然采取偷襲的戰術，偷偷渡過哈拉哈河。朱可夫早已從娜塔莎那兒得到了準確的情報，張網以待。接近正午時分，朱可夫命令飛機出動，蘇軍將偷渡過河的關東軍步兵主力擊潰後，朱可夫開始騰出手來收拾正麵的日軍坦克集群。在茫茫荒原上，蘇軍2個坦克旅，以壓倒一切的氣勢衝入日軍戰車群中。頃刻間，在哈拉哈河東岸爆發了一場二戰期間，亞洲最大的一次坦克大戰。
上百輛w——7中型坦克、幾十輛T——130噴火坦克及數百輛裝甲車，在巴爾其嘎爾高地前，將安崗支隊的百餘輛坦克、裝甲車緊緊包圍得鐵桶一般，在7公裏寬的戰場上，前所未有的坦克與坦克交戰全麵展開，近千輛裝甲戰車混戰在一起，相互追逐、廝殺，炮聲隆隆，火光衝天，煙塵彌漫……亞洲史上第一次大規模的坦克會戰，二次世界大戰戰史上第一次坦克大會戰開始了。
由於日軍坦克與蘇軍坦克相比，噸位小、裝甲薄、武器落後，蘇軍的T——26、T——28、T——130、BT——6、BT——7坦克和BA——6、BA——10裝甲車等各型現役戰車相互配合，簡直把諾門罕當成了新式武器的實驗場，打得日軍八九式坦克既無招架之功，更無還手之力。麵對蘇軍強大的坦克集群，日軍的坦克炮彈僅僅能蹭下幾塊油漆。開戰40分鍾，日軍僅第3坦克聯隊就有30多輛坦克被擊毀燃燒。整場坦克大戰，日軍有200多輛坦克被擊毀。日軍坦克和裝甲車，很快變成了一堆堆冒著黑煙的鋼鐵垃圾。沙丘草原上到處火光騰起，
煙柱衝天，被擊毀的坦克殘骸隨處可見。
在巴爾其嘎高地前，蘇軍400多輛坦克、裝甲車與日軍第1坦克師團的200多輛坦克、裝甲車的拚搏開始了。當吉凡清武聯隊的坦克進至737高地時，遭到蘇軍直射火炮和T——130火焰噴射坦克的猛烈攻擊。T——130坦克噴出的火舌溫度高達1000多攝氏度，隻要噴射到坦克上，立即就會燃燒起呼嘯的烈火。一個多小時以後，日軍數十輛坦克、裝甲車被擊毀或焚毀。
吉凡清武大佐乘坐的89式中型坦克，突然遭到一道熾烈的火焰，坦克立刻燃燒起來，接著坦克內也響起彈藥的殉爆炸烈聲。幾小時以後，坦克漸漸從火海裏顯露出黑紅色的身形，炮塔、炮口、嘹望孔繼續向外噴吐著火焰和濃煙，炮管扭曲了，履帶也都變了形。吉凡清武和其他成員沒能逃出來，都交成了一堆灰渣；連一具完整的屍體也沒有留下。吉凡清武死後，被追晉為陸軍少將。
德國軍事觀察團團長馮. 迪特裏希少將在望遠鏡中觀察了一陣子，轉臉對身旁的柳原振雄哀歎：“唉！這那裏是戰鬥呀，雙方對陣簡直就是一群數量龐大的西班牙鬥牛踐踏、蹂躪一小群綿羊。”
柳原振雄也悠閑地舉著望遠鏡，欣賞這場一邊倒的坦克大戰，嘴上卻裝模作樣地擔心：“局勢不妙啊！這是一場力量過於懸殊的坦克交戰！”
果然，激戰不久，日軍1輛指揮坦克就被擊中，第3戰車聯隊長吉丸清武中佐（中校）車毀人亡。安崗支隊損失了37輛坦克，127人被擊斃。包括411名傷員的殘餘部隊，逃回到將軍廟。
此後，蘇軍裝甲集群乘勝追擊．日軍向東岸全線潰退。不料在渡河時，被蘇軍坦克嚇破膽的日軍工兵竟提前炸毀了浮橋，使不少奪路逃命的日軍和殘餘坦克掉進了河裏。
經過這一次戰鬥之後，安崗支隊算是報銷了，日軍坦克部隊也基本癱瘓了。坦克師團的潰敗極大地震動了東京，日軍大本營甚至認為造價昂貴的坦克不宜再用。