民国二十八年（1939年）8月30日，面对苏军淋漓的反攻，第6军司令官也决心发动反攻，在结冰期前的两个月内结束战争。
日军新战法为了接受作战的教训，日军在战法上进行了仔细地研究。为了回避与拥有优势火力和战车的苏军正面对抗，研究出一个“夜间进攻，白天巩固阵地”的战术，而且每次推进不超过500米。作战办法如下：第一天夜袭，前进500米，挖掘阵地。第二日白天，巩固阵地。第二天夜袭，再前进500米，挖掘阵地。第三日白天巩固阵地，顽强抗击苏军的反攻。如此这般地每天只前进500米，以炮兵跟进掩护，即使被战车压迫后退，也有层层战壕和反坦克炮及“肉弹”在壕内阻击，这样以绝对优势的兵力将苏军挤压过河，完成战役计划。
这是日军以低劣的装备对付优势装备的苏蒙军唯一有可能成功的战法，并不是什么高招，然而也只有这样做才能扬长避短。
这个战法决定了以后，各联队掀起了演习夜袭和挖壕的高潮。军官们上下一心，想把这仗一也许是最后一仗打好，打赢。
即使是第一线的指挥官，目前也不敢想“越过哈拉哈河向西岸进击”了，而只是企望再打一仗，挽回关东军的脸面。
打与不打的争执日本参谋本部参谋次长中岛铁藏中将为了向关东军司令官明确作战指导方针，以及指示对使用兵力的限度和中央可增援的兵力，于8月29日晨出发去新京。
植田司令官请中岛次长听取一下关东军在诺门罕方面的作战部署。代表东京参谋本部的中岛次长，对关东军想大打一下，不仅明确表示了支持的态度，而且答应从速将第5师团从本土调到满洲，这就增强了司令官等人的决心，誓为即将来临的攻势胜利前进。
当日夜，关东军司令部全体幕僚们欢欢喜喜地在新京大摆宴席，热情招待中岛次长一行。
由于9月2日诺门罕方面第一线部队遭受重大损失，充满了沉痛气氛。但得知第6军的进攻计划得到参谋本部认可，同时判断欧洲局势紧迫，大战必将爆发，预料日本的困境将有显著好转，因而气氛大为明朗。于是着手积极进行诺门罕决战的一切准备工作。
哪知9月3日，突然接到第三四九号大陆命的电报，电报内容是：鉴于形势，大本营今后企图主动结束诺门罕方面国境事件；关东军司令官应停止诺门罕方面之攻势作战。因此，为防止发生战斗，应首先使兵力适当隔离配置于哈拉哈河右岸有争议地区（罕达盖以东除外）以外；关于航空作战，情况迫不得已时，可根据大陆命第三三六号执行；作战军主力开始归回原驻地之日期，另行命令。
这个命令激怒了关东军司令部的全体幕僚，不让打了，什么原因？为什么要终止攻势作战？全体幕僚要求植田司令官向东京求战。
9月4日傍晚，参谋次长中岛中将以代理参谋总长身份又从东京飞到新京。在军司令官室以书面传达了前述第三四九号大陆命。其后，传达了闲院宫参谋总长的指示：“根据大陆命第三四九号，务期隐忍持重，以待他日雪耻。切望抑制上下，妥善收拾时局。鉴于欧洲形势紧迫，今后预定进行日苏一般邦交之调整，尤其对国境安全之外交谈判，但原则上不进行停战谈判。”
植田大将及全体幕僚听完载仁亲王的指示后，一问中岛次长，才知道东京罢战的原因，来自《苏德互不侵犯条约》的签订。
德国“神补刀”从民国二十八年（1939年）5月起，希特勒德国瞒着日本一再向前苏联进行外交试探，表示愿意放弃反苏立场，承认苏联边界不可侵犯，企图同苏联缔结互不侵犯条约，使德国在向西方发动攻势时能够避免腹背受敌。这种交涉一直延续到8月，8月23日，《苏德互不侵犯条约》正式签订。
《苏德互不侵犯条约》是苏联外长莫洛托夫和德国外长里宾特洛甫于1939年8月23日在莫斯科签订的。
第二次世界大战全面爆发前夕，由于苏联力量的日渐强大，使德国法西斯不敢贸然直接发动进攻苏联的战争。因此，希特勒认为“英国是我们的主要敌人，同英国的斗争是生死斗争”，必须“下定决心，从一开始就同西方国家作战。”
在这种战略方针指导下，从民国二十八年（1939年）5月起，希特勒德国瞒着日本一再向苏联进行外交试探，表示愿意放弃反苏立场，承认苏联边界不可侵犯，企图同苏联缔结互不侵犯条约，使德国在向西方发动攻势时能够避免腹背受敌。这种交涉一直延续到8月。
这时，苏英法三国谈判，由于英法坚持“绥靖政策”，执行“祸水东引”的方针，使会谈走向死胡同，苏联政府完全认识到自己在国际上已处于孤立无援的地位。
在东方，日本继张鼓峰事件之后，又挑起了诺门罕战役，苏联不得不投入大量兵力同日军作战；在西方，德国已吞并奥捷，并占领了梅梅尔、大有向东推进之势，大战一触即发。
在复杂、特殊的历史条件下，苏联政府根据本国人民根本利益的需要，从长远的战略考虑，同德国暂时达成协议，作为缓兵之计，粉碎英法怂恿德国法西斯首先进攻苏联的阴谋，争取时间加强战备，积蓄力量，为日后反对德国法西斯侵略积极创造有利条件。
《苏德互不侵犯条约》内容
既然德国提出签订《互不侵犯条约》，如果放弃它，就不可避免地会出现德国、日本从东西两面发动的战争，目前日本已经动了手。相反，巧妙地利用了帝国主义之间的矛盾，同意了德国的要求，就可以分裂帝国主义阵营，为前苏联加强国防争取了可贵的时间。此外，把诺门罕战役扩大成对日全面战争还是通过停战协定解决争端，德国的动向具有决定性影响。这样考虑后，苏联政府同意了德国的要求。
8月23日，《苏德互不侵犯条约》正式签订。
《苏德互不侵犯条约》的签订打破了日本妄图联合德国，从东西两线夹击苏联的阴谋。使苏联暂时避免了法西斯祸水的冲击，为加强本国政治、经济、军事的实力争取了一年半的宝贵时间。
《苏德互不侵犯条约》中规定：签字国的任何一方都不单独或与别国一起侵犯另一方。第二款规定，在签字国一方受到第三国袭击时，另一方将保持中立。两个签字国并承担责任，不参加任何直接或间接针对另一签字国的国家集团。
因为德国事先根本没有向日本打招呼，日本对此毫无所知。消息传来，日本政府大为震惊，责备德国背信弃义。
日本首相平沼骐一郎为了就签订日、德、意三国同盟条约取得一致意见，曾开了七十多次内阁会议未获结果，他被斯大林与希特勒此举弄得狼狈不堪，惊愕不止。以致宣布：“因近来欧洲形势复杂离奇，无法预料，我国从来的政策到此为止，需要另行制定新的政策。内阁为此提出辞职。”内阁倒台了。
关东军司令部的将佐们更是大骂希特勒。本来，日本和德国早在民国二十五年（1936年）11月25日缔结了《日德防共协定》，目的就是日本和德国共同从东西两个方面对付苏联共产主义。
在《日德防共协定》发表的当时，关东军设想，如果纳粹德国在东欧及苏联西部得手，日本也要介入苏联远东地区及蒙古全境。诺门罕战事开始，关东军作战机构仍然按照这个设想在运转着。
现在，关东军在诺门罕战斗中损兵折将，德国却从背后插了一刀，迫使日本政府不敢在诺门罕再打下去，怎能不引起作战参谋们的愤慨呢？苏德条约签订之日，正是朱可夫进攻得手之时。
关东军求战不能然而，尽管大骂希特勒是国际大叛徒又该如何呢？现实是日苏对仗中，无论政治上、军事上，日本都是失败者。
关东军植田司令官问中岛次长：“那么就这样了。关于攻势作战，根据大命是终止了。但是我有一个要求：第23师团在河东岸还有好几千尸体没来得及收容，请允许我们在河东岸收容23师团的尸体，清扫战场。”
植田大将想在第23师团留在东岸战死的士兵尸体上做文章。如果允许收容，这些尸体的所在地都被苏军占领着，要去收容，当然就得通过战斗去解决。中岛次长自然明白植田的意图，但是一旦打起来，战斗的规模和后果，谁也不能预料，自己可担不了这么重大的责任。于是回答道：“这个要求不能允许。”
9月5日，中岛次长乘飞机回东京，这次来新京没给关东军带来任何东西，关东军司令部甚至怀疑次长能不能把关东军的苦衷转达上去。为此，又以军司令官的名义给参谋总长载仁亲王发了一个求战电报。
植田大将在电报中含而不露地表示还要打这一仗。
9月6日早晨，参谋总长载仁亲王给关东军司令官回了电报，电报的口气非常严厉，没有丝毫缓和余地，而且含有训斥的意味。
关东军司令部向东京求战被打回以后，第6军司令官可坐不住了。
本来荻州立兵中将上任伊始就打了个大败仗，比小松原中将输得更惨，彻底报销了九个联队，丢了几面联队军旗，耻莫大焉。现在好容易大军云集，真可以认真发挥一番了，又泼来了一盆冷水，不打一仗怎么恢复声誉呢？怎对得起同僚和部下呢？
9月9日，第6军各师团已在战场集结完毕，荻州立兵中将一再电催关东军司令部再打一仗，但是没有东京的许可，关东军司令部是不敢下令的。
德国入侵波兰示意图
这时，德国军队以破竹之势侵入波兰境内，苏军也在波兰正面集结了兵力。日本驻苏大使东乡，利用这个时机，同苏联外交人民委员（外交部长）谈判停战问题。
停战协定的签订9月15日，日本驻苏大使东乡与苏联外交部长莫洛托夫会谈之后，签订了停战协定，主要内容是：（1）日满军及苏蒙军以9月16日午前2时为期，停止实际军事行动。（2）日满军及苏蒙军于9月15日午后1时，各停正在其所占位置。（3）现地的双方军代表，立时意见一致，着手实行以上一二项。（4）双方的俘虏尸体可进行交换。
停战协定签署以后，双方军使于16日和17日在两军阵地中间会见，举行了两次预备会。
从民国二十八年（1939年）12月20日开始，双方在战地现场及满洲里互换俘虏。日军俘虏由关东军司令部派人接收。伪满兴安军的俘虏由海拉尔第10军管区司令部派参谋、军法官、宪兵接收。
日本军的被俘军官回来后，全部被勒令自杀。被俘的日军士兵审查三个月后，开赴满洲深山老林，编入日本开拓团里，与外界隔离。
兴安军俘虏共计331名，其中有日本军官3名（没有蒙古族军官），两个中尉和一个上尉。第10军管区司令部军法处和宪兵团将接收的三百余名蒙古族士兵，分别编造花名册，遣散回乡，交由当地警察监督。将3名日本军官扣押在宪兵团院内3个房间，使之互不通气。
过了几天，两名中尉服毒自杀，留有遗书。还剩下佐藤上尉。他原是兴安骑兵师长野村登龟郎中将的副官，于7月2日被野村师长派往安冈坦克支队联络途中，在胡鲁斯台河岸附近被苏军侦察兵俘虏过去的。
一天夜里，在佐藤上尉的房间里摆上了酒席，日本人军法上尉和宪兵团长陪同佐藤上尉喝酒。他们二人劝佐藤上尉自杀，佐藤反对说: “苏联军没有杀我，你们为什么杀我呀？”军法官和宪兵团长一再劝说，非自杀不能表达对日本天皇的忠心。佐藤说：“如果你们这样说我，请你们把我带到诺门罕高地，我在那里自杀好了。”
他们三人相持到深夜。次日早晨发现佐藤上尉自杀，平整地仰卧在炕上，并有遗书一份。这就是日本法西斯对待被俘人员的政策。
民国二十九年（1940年）8月1日，蒙古人民共和国和伪满洲国组成“满蒙国界现地划分委员会”。
蒙方代表为道尔吉和斯米德诺夫，“满”方代表为下村信贞彦和博彦满都，在前苏联境内赤塔举行了六次会议。双方意见一致，于8月25日出发赴国境进行定界工作。
民国三十年（1941年）10月25日，双方在哈尔滨签订“关于康德六年（1939年）发生纠纷地域之满洲帝国及蒙古人民共和国间现地国境确定混成委员会之作业综合议定书及附属文书”，宣布双方定界工作告终。
“满”蒙所划定之此段边界，基本上是照原新巴尔虎左、右两翼与喀尔喀界限的位置。但有些地段是根据战斗结束时，蒙方军队驻扎及兵力部署情况而定的。
朱可夫在哈拉哈河两岸的战斗中，表现出深通指挥艺术，有胆识，坚忍不拔，荣获前苏联英雄称号是当之无愧的。正是由于哈拉哈河战斗的胜利，斯大林决定召见朱可夫。这次会见后，朱可夫被授予大将军衔，并被提升为苏联最大军区之一——基辅特别军区司令员。
而对于日本，新任命的关东军司令官梅津美治郎中将到任不久，就从根本上修改了《满苏（蒙）边境警备纲要》，修改后的主要内容是：除关东军边境阵地外，要在伪满洲国主张的边境线后方20公里地点划定警备线。在这个地带内除巡逻队外不再安排部队。即使苏蒙军越过边境线，只要不侵犯上述警备线，就不准前线部队动用武力。就是说，设立了缓冲地带，行使武力要慎重。结果在梅津美治郎担任关东军司令官的一段时间内（1939年9月——1944年7月）很少发生边境武装冲突。
双方损失比较根据第6军军医部编制的诺门罕事件损伤调查表，日军死亡7696人，负伤8647人，失踪1021人，共计17364人。这个数字显然不准确。1966年10月12日，日本靖国神社举行诺门罕事件战殁者慰灵祭的报道中，阵亡日军是18000人。
直至目前关于日苏双方损失情况还没有令人信服的统计数字，日苏双方发表的战报和史料记载，伤亡数字相差悬殊。
战场上负伤人数总是大于阵亡人数的，因此，再加上负伤、战病、失踪人数，日军伤亡总人数要超过4万人。如果再加上伪满洲国军队的损失，数字将更大。
苏联公布的几个死伤数字：（1）日满军共死伤52000至55000人（其中死亡25000人）。（2）1961年苏军战史记载苏蒙军伤亡为9824名。（3）1980年公布的苏蒙军伤亡为18500名。
总之，从双方发表的数字推断，在诺门罕战争中，日、“满”、苏、蒙实际伤亡人数在6万人以上。
武器损失如下：日本军和伪满军损失重炮48门、飞机184架、战车122辆。苏蒙军损失重炮16门、飞机250架、战车242辆。
双方的损失相比较，可以看出，日满军兵员损失多，苏蒙军损失技术器材多。
日满军的武器装备明显处于劣势，还没等到接近苏军，就被苏军远距离的优势火器杀伤。武器的质量和数量都不如苏军。尽管日军善于敢战苦斗，但在无遮蔽的草原上和沙丘上作战，是无法发挥其“端着刺刀冲上去”的特长的，使得众多的日军士兵做了名副其实的“炮灰”。
就是军官也是如此，大队长、中队长一级军官在步兵联队中大部战死。联队长以上军官死伤26名，其中少将2名，中将1名。
此战后日军人事变动停战后，日本陆军人事进行了较大变动。日本参谋本部载仁亲王继续留任参谋总长。参谋次长中岛铁藏中将和作战部长桥本群中将转入预备役，作战课长也换了人。
关东军司令部司令官植田谦吉大将和参谋长矶谷廉介中将转入预备役。由梅津美治郎中将继任关东军司令官，饭村穰中将为参谋长。此外，还更换了作战课长和所有作战参谋。海拉尔地区防卫司令官第23师团长小松原道太郎中将，在处理诺门罕事件时，将事态扩大，战争升级，应承担直接责任，也转为预备役。
关东军在诺门罕战斗的失败，最大的错误是作战参谋们过低估计苏军战斗力，对于自己的战斗力过于自信，而且独断专行。如对塔木克察格布拉格的轰炸，以及7月23日的两次越过哈拉哈河，事先并未经日本参谋本部的准许。这种“下克上”的行为，本是军纪所不容的，但是日本陆军当局并没有给以惩罚，而是暂时调离了他们的工作。如关东军副参谋长矢野音三郎少将和作战课长寺田雅雄大佐调任参谋本部部副；作战参谋服部卓四郎中佐，调任步兵学校校副；作战参谋辻政信少佐，调任汉口第11军司令部部副。
这些参谋们不但在制定作战计划中独断专行，而且亲身参加了诺门罕第一线的战斗。他们到处煽风点火，挑起事端，也应该负直接责任。然而，他们逃脱了惩罚。
事实证明，就是这个辻政信少佐（后晋升中佐、大佐）在日本投降后投靠了蒋介石，成了国民党政府国防部第三研究组的外籍研究员，为蒋介石研究了许多军事课题，如: 《苏联国家的实力》、《新疆兵要地志》、《对三次大战的预想》、《东北国军与共军作战设想》等，继续鼓吹战争。
