Однако этим планам не суждено было реализоваться. В 6 часов 15 минут утра 20 августа 1939 г. по позициям японцев был нанесен мощный удар советской артиллерии и авиации, а в 9 часов началась атака пехоты по всему фронту. Замысел советского наступления представлял собой «классические канны» – так в военной науке называют операцию на окружение со сковыванием противника в центре и ударами на флангах по сходящимся направлениям. С этой целью основная масса танков и бронемашин была сосредоточена на флангах, в северной и южной группировках советских войск.

«Изюминкой» подготовленной Жуковым операции была быстрота сосредоточения ударных группировок. И северная, и южная ударные группировки переправились на западный берег Халхин-Гола только в ночь на 19 августа. Тем самым была обеспечена внезапность удара утром 20 августа. До 19 августа на восточном берегу реки находились только хорошо знакомые японцам по июльским боям стрелковые части и монгольская конница.

Советское наступление действительно оказалось абсолютно неожиданным для японцев. Их разведка полагала, что атаками в начале августа наступления советской стороны ограничатся. Японские аналитики также отказывались верить в возможность снабжения крупной группировки войск в столь удаленном районе. Однако командованию 1-й армейской группы удалось решить все проблемы снабжения войск для крупной наступательной операции. Наступление танков и пехоты развивалось стремительно. Уже к вечеру 23 августа окружение японской группировки было завершено. Бои с окруженными японскими частями продолжались до конца августа 1939 г., а к 31 августа их сопротивление было окончательно сломлено.

Перемирие было объявлено 16 сентября 1939 г. Считается, что память о поражении на Халхин-Голе стала одним из факторов, помешавших Японии вступить в войну с Советским Союзом на стороне Третьего рейха в 1941 г. Для СССР этот конфликт был войной ограниченных масштабов, для победы в которой большая страна задействовала немалые ресурсы. На Халхин-Гол направили лучших летчиков, самолеты, большое количество боеприпасов всех типов. Все это позволило добиться впечатляющего успеха. Однако в грядущей Великой Отечественной войне ни одна советская армия на фронте не могла рассчитывать на такое внимание, какое было уделено 1-й армейской группе на Халхин-Голе.

В конце 1939 г. начался вооруженный конфликт между Советским Союзом и Финляндией, известный также как «зимняя война». Конфликт возник после провала переговоров об изменении границы двух государств, начатых еще в 1938-м. Москва предлагала Хельсинки обмен территорий на Карельском перешейке на подступах к Ленинграду на обширные пространства Карелии и возмещение стоимости оставляемой финскими гражданами собственности. Финляндию этот территориальный обмен не устраивал, в том числе из-за потери строившихся в 1920–1930 гг. на Карельском перешейке между Финским заливом и Ладожским озером укреплений так называемой линии Маннергейма, предназначенной для сдерживания возможного вторжения со стороны советского соседа. При этом сам фельдмаршал Карл Густав Эмиль Маннергейм отзывался о ней в весьма сдержанных тонах: «Ее образовывали только редкие долговременные пулеметные гнезда да два десятка выстроенных по моему предложению новых дотов, между которыми были проложены траншеи. Эту позицию народ и назвал линией Маннергейма. Ее прочность явилась результатом стойкости и мужества наших солдат, а никак не результатом крепости сооружений».