1939年5月12日，日军侦察兵发现苏军在哈拉哈河对岸集结。此时的苏军正将步兵第57、第82师，坦克第11旅以及外蒙的第6师等军队组成战斗部队，对日军发动首次进攻。此前，外蒙军队与日军曾发生过小规模冲突，要知道参与该战役的日军是来自关东军的精锐，外蒙军基本上没有对日军构成有效威胁。对此，日军高层求稳，而日军第23师团却擅自出动步兵第64连队的一部分士兵，加上伪满洲国军队共1500人。双方在河岸附近展开激烈战斗，5月30日，日军伤亡近300人，指挥官不得以下令撤退。
以上是苏军军队第一次交手，苏军试探了日军的战斗力，而日军高层也意识到，苏军不是30年前的俄军。6月17日，苏军改变战法，调集大批飞机对日军阵地展开空袭。日本陆相板垣征四郎命令战地司令指挥第23师团反击，并给该师团补充了一部分援军。苏联方面则采取了相同的对策，一方面继续增兵，另一方面苏联高层派遣苏军名将朱可夫担任总指挥。
