苏蒙军队在哈拉哈河东发动反击首日，在诺门坎地区掘壕固守的日军部队被对方的装甲突击战术揍得丢盔弃甲、灰头土脸，这种打击很大一部分是精神上的，当年饱受蒙古铁骑袭扰的欧洲人大概也是这种诚惶诚恐的心境。尽管苏俄建立政权以来还未尝对任何一个国家正式宣战过，但无论是10年代末期的国内战争还是30年代的高加索冲突，苏俄军队都在战场上展现了他们不可小觑的实力。不仅如此，二十多年来他们密切关注着列强国家的军事发展，并且通过与美英阵营的合作得到了大量的技战术资料。此次在诺门坎地区发动装甲集群突击作战，战车部队和机械化步兵的纯熟配合尽显功力，不谙此道的日军官兵们自然吃了大亏。若不是第23师团的步兵们凭着极其顽强的战斗意志守住了主阵地，以炸药包和燃烧弹摧毁了二十多辆苏军战车，整条战线的崩溃将是难以避免的。
这一天的激战下来，日军仅第23师团就伤亡了四千多人，几乎占到了该部作战兵员的四分之一。见敌人来势凶猛，小松原连忙联络前来助战的第1战车旅所部，寄希望于他们能够阻挡住俄国人的凶猛攻势。
日军第1战车旅团是仿照德国、美国、苏俄等陆军强国装甲部队标准组建的新型战斗单位，其成军时间可以追溯到1930年，但由于日本国力有限，二三十年代的大多数人力物力都投入到了近乎疯狂的海军建设上，所以用于发展装甲部队的精力非常有限。现今配备第1-5战车大队、直属炮兵大队以及辎重大队。至1940年初，该旅团共装备九四式“小豆战车”、八九式中型战车、九五式轻型战车、九七式中型战车四款战车，再加上各式装甲车辆，机械化车辆达到400余辆，“东亚第一铁骑”的荣誉头衔确非虚名。
关东军司令部先期派往海拉尔的第1、第3战车大队乃是第1战车旅团的主力大队，装备着性能相对较好的九五式轻型战车和九七式中型战车，另配备少量九四式。以往数年，日军战车在中国战场上攻城略地、横行肆虐，很少有失手的时候，但在哈拉哈河东岸，他们遇到的是一支技战术含量远远高于中国军队的现代化武装。1940年初的苏俄装甲部队，以20吨级的c-35战车为现役主力，其外形轮廓乃至一些设计都跟爱尔兰的“凯尔特战士”颇为相近，装备苏俄自行研发、穿甲能力非常强的zis-4型57毫米口径战车炮，车体的最大装甲厚度30毫米。此外，苏俄军队还装备着越野时速可达50公里的bc-4型快速战车和双炮塔构造的c-30重型战车，前者战斗全重12吨，最大装甲厚度15毫米，以一门42倍径的45毫米战车炮为主要武器，后者主炮塔使用76.2毫米短管榴弹炮，炮塔背面还安装一挺7.62毫米机枪，副炮塔使用45毫米反战车炮，车体正面配备7.62毫米机枪一挺，最大装甲厚度20毫米。
这些苏俄战车不论吨位还是火力都足以凌虐日军的“小豆战车”，对付最大装甲厚度仅12毫米、使用37毫米战车炮的95式轻型战车也不在话下，只有最大装甲厚度33毫米且使用57毫米炮的97式中型战车能够勉强与之对抗。
由于路途遥远，加上事前准备不足，直到夜幕降临，第1战车旅团派来的两个战车大队才姗姗抵达前线。看到己方战车部队，阵地上的日军官兵自是欣喜若狂，士气大振，反击、复仇的呼声不绝于耳。战车部队指挥官松田大佐的本意是次日与苏俄军队来一场堂堂正正的对决，用武士道精神铸就血与火的辉煌，但第23师团指挥官小松原却持有不同意见。这位日军中将可是一个不折不扣的俄国通，从日俄战争到远东干涉，跟俄国人打过许多次交道，近些年来也一直在研究苏俄军队的战略战术。他深知俄国人性格自大，昼间的胜利必定会让他们放松警惕，于是强烈建议第1、第3战车大队为先锋，昼间作战伤亡较小的第64步兵联队为策应，向苏蒙军队集结区域实施夜袭。
日军一贯推崇夜袭战术，平日训练操演也多行此道，经历过日俄战争的布柳赫尔元帅对日军战术策略非常熟悉，因而提醒前线指挥官提高戒备，然而正如小松原预料的那样，在赢得了一场无可置疑的大胜之后，参战的苏俄官兵并不认为日军还有气力发动夜袭，各参战部队虽然保持着战斗警戒，而且在阵地前沿安置了探照灯，但没有妥善地部署侧翼的防御，这个看似不起眼的疏忽几乎酿成大祸——午夜过后，日军集结部队从苏蒙军队左翼发起突袭，百余辆战车在一望无垠的旷野中狂飙疾进，等到苏俄军队发现敌情并拉响警报，日军炮火已经呼啸而至。
兴许是受到了天照大神的眷顾，日军第3战车大队选择的锲入点恰恰是苏俄军队近战能力最弱的独立炮兵团。仅凭“小豆战车”的一阵冲杀，就迅速摧毁了苏俄军队的炮兵阵地，破坏各型大炮三十多门，碾得苏俄炮兵屁滚尿流。
开抵哈拉哈河东岸并参加头一天战斗的苏军装甲部队共有四支，分别是第6、第11战车旅和第7、第8装甲旅，虽然只有第11战车旅是满员参战，但苏俄方面投入的战车和装甲车辆仍远远多于日军部队。接到独立炮兵团遭日军战车部队突袭的战报，驻守位置较近的第6战车旅立即调派了bc-4和c-35战车赶去增援，结果很快跟日军战车部队正面遭遇！
由于下半夜没有月光，战场上的情形颇为混乱，迎头相向的两支战车部队一直抵近到了几百米才发现彼此的身份。在几乎是炮口抵着敌人炮塔的距离上，双方的炮弹对彼此都有一击致命的威胁，然而射击命中率却无异于闭眼投壶。
轰！黑暗中突然闪现一团鲜艳刺目的烈焰，在惯性的作用下，一辆中弹的bc-4型快速战车仍在前进，过了好几秒，它才停了下来，只见一名身上燃火的坦克手仓惶跳出坦克，满地打滚……
轰！又一个响亮的爆炸声传来，这次被炮弹击中的是日军的97式轻型战车，滚滚黑烟从土黄色涂装的战车炮塔与车体舱口喷涌而出，但这个场景并没有吓倒趾高气昂的日军战车兵，一辆辆涂着膏药徽标的战车毫不犹豫地从同伴的残骸旁驶过，如冲锋的武士般嗷嗷杀向苏俄战车群……
轰！一辆苏俄c-35战车在几乎是炮口抵着对方炮塔的距离开火，穿甲弹居然将日军战车的炮塔打了个对眼，这一方面体现了zis-4型57毫米口径战车炮的恐怖威力，另一方面也充分说明了日军战车防御的薄弱。惊魂未定的日军战车兵以纯手动方式调转炮塔，同样顶着对方开了一炮……
从午夜激战至凌晨，以少打多而且气势如虹的日军无疑取得了战术上的胜利，但苏蒙军队的战线并没有被打垮，他们依然占据着数量和质量的双重优势。天明之后，他们迅速将日军逐出阵地，稍作休整，而后继续对日满军队控制区域展开猛轰。
这一天，哈拉哈河爆发了一场激烈的空战——相较于发生在英伦或北美上空的那些大规模空战，苏俄空军与日军陆航部队之间的这场战斗似乎不值一提，但就亚洲范围而言，一场先后有四百多架战机参战的空战可谓是不折不扣的“大空战”。苏俄空军使用的主力战斗机，是玻利卡尔波夫设计的i-16单翼战斗机，而许多苏俄飞行员们都有过在高加索地区跟西方同盟国航空部队正面对抗的作战经验。大战期间，约有200名俄国飞行员以志愿者身份前往波斯地区作战，但总的来说，1940年的苏俄飞行员在战斗经验方面远不如刚刚参加过太平洋战争的日军飞行员。
经历了太平洋战争的磨砺，日军陆航的实力较战前有了一定程度的提升，他们装备的主力战机已不是1935年投产、在太平洋战场上惨遭美制鹰隼蹂躏的95式战斗机，而是中岛公司新研发的97式战斗机，这种单座单发的轻型战斗机速度更快、火力更猛，而且拥有极好的水平机动性，因此被称为“终极的轻型战斗机”。太平洋战争末期，利用97式战斗机良好的回转性能，老练的日本飞行员常常在与美制“鹰隼”或欧洲援美的me-50战斗机的单独对抗中获胜。不过，一如木秀于林风必摧之的道理，97式的出色表现吸引了外界的高度关注。战争结束后，欧美国家纷纷通过各种渠道搜集有关97式战斗机性能的情报，针锋相对地改进己方战机并调整空战战术。
就纸面性能而言，日军的97式战斗机较苏俄的伊-16更胜一筹。空战伊始，日军飞行员照例祭出回转杀技，这使得他们在与苏俄战机的正面交手中占得先机，然而对方很快就找出了克敌制胜的办法——伊-16所使用的一击脱离战术能够有效克制回转攻击的效果，给日军老练飞行员带来了大量的伤亡。