К исходу 23 августа вся оборонительная полоса японцев на участке наступления Южной группы была взломана. Остался не взятым только один опорный пункт в районе отметки 757. В то же время 8-я мотоброневая бригада, вышедшая к государственной границе юго-восточнее Номон-Хан-Бурд-Обо, заняла оборону фронтом на северо-восток и окончательно отрезала пути отхода южной группировке врага.

На участке Центральной группы продвижение частей 82-й и 36-й стрелковых дивизий было незначительным. Здесь противник по-прежнему оказывал упорное сопротивление на подступах к сопке «Песчаная» и высоте Ремизова.

Северная группа в течение 21–22 августа не смогла овладеть высотой Фуи. Вместо того чтобы частью сил блокировать эту высоту, а главными силами продолжать стремительное наступление в южном направлении, командующий Северной группой продолжал безрезультатные атаки.

Оказывая ожесточенное сопротивление, противник подтянул к высоте часть своих резервов и задержал продвижение Северной группы.

Несколько дней и ночей продолжались ожесточенные бои, которые приняли очаговый характер. Стойкость японского солдата имела свою подоплеку. Командиры внушали ему, что, попав в плен, он все равно будет расстрелян, но прежде его будут истязать до полусмерти. И такое «моральное» воздействие во многих случаях достигало своей цели. В ряде случаев японские военнослужащие на Халхин-Голе фанатично дрались до последнего человека. Нередко вражеские блиндажи и дзоты переходили в руки красноармейцев тогда, когда там уже не было ни одного живого японского солдата.

По приказу командующего 1-й армейской группой в помощь Северной группе еще 21 августа была выдвинута из резерва 9-я мотоброневая бригада. Бригаде была поставлена задача, не задерживаясь у высоты Фуи, наступать вдоль границы с севера в направлении Номон-Хан-Бурд-Обо с целью перехвата путей отхода северной группировки противника и уничтожения его складов в районе озера Узур-Нур. Выполняя поставленную задачу, 9-я мотоброневая бригада, усиленная одним танковым батальоном 6-й танковой бригады, обошла высоту Фуи с востока и, продвигаясь вдоль государственной границы, 22 августа произвела частью сил налет на базу японцев в районе озера Узур-Нур. Наши танкисты разгромили автоколонну противника, подожгли склады с горючим и боеприпасами и уничтожили батарею, прикрывавшую японскую базу. Уничтожение базы дезорганизовало снабжение японо-маньчжурских войск.

Между тем борьба в районе высоты Фуи продолжалась.

Блокированный со всех сторон, японский гарнизон продолжал отбивать все атаки. Противник имел здесь сильные оборонительные сооружения, опоясывавшие высоту со всех сторон. Глубоко врытые в землю блиндажи имели мощные перекрытия, связывались широко разветвленными ходами сообщения и прикрывались проволочными заграждениями.

Только к исходу 23 августа частям Северной группы, усиленной дополнительно 212-й авиадесантной бригадой, удалось сломить сопротивление врага. Японцев пришлось выбивать ручными гранатами и штыками буквально из каждой щели. В плен никто из них не сдавался; после боя из окопов и блиндажей было извлечено свыше 600 трупов японских солдат и офицеров.

Овладев высотой Фуи, Северная группа продолжала наступление в юго-восточном направлении.

В то же время 9-я мотоброневая бригада, получив усиление — 2 роты пограничников на автомашинах и стрелково-пулеметный батальон 11-й танковой бригады, — 23 августа достигла Номон-Хан-Бурд-Обо и отрезала пути отхода северной группировке японцев на восток. На другой день бригада вошла в огневую связь с частями 8-й мотоброневой бригады Южной группы, замкнув таким образом кольцо окружения противника.

Не менее напряженные бои в первом периоде операции вели наши военно-воздушные силы, оказывая большую помощь наземным войскам. За один только день 21 августа бомбардировщики советской авиации произвели 256 самолето-вылетов по районам озера Узур-Нур, Номон-Хан-Бурд-Обо, Джин-Джин-Суме, озера Яньху, Ганьчжур и по железной дороге Халун-Аршан — Ганьчжур. Они сбросили свыше 86 000 кг авиабомб различных калибров.

Таким образом, уже в конце первого периода операции наши подвижные соединения завершили окружение противника. Стрелковые части, взаимодействуя с танками и авиацией, прорвали передний край и расчленили всю оборонительную систему японцев на ряд потерявших между собой связь очагов, которые успешно ликвидировались наступавшими войсками.

К 24 августа у японцев оставались еще три крупных узла сопротивления. Первый находился на северном берегу реки Хайластын-Гол, в районе высоты Ремизова; второй и третий — на южном берегу, в районах сопки «Песчаная» и высоты «Зеленая».

В своем приказе командующий 1-й армейской группой на 24 августа поставил войскам задачу — ликвидировать остатки южной группировки противника и подготовить исходное положение для наступления и уничтожения японцев севернее реки Хайластын-Гол.

Для этой цели он приказал командующему Южной группой объединить действия 57-й и 82-й стрелковых дивизий, обеспечивая себя с востока 80-м стрелковым полком, а также 8-й мотоброневой бригадой и 8-й кавалерийской дивизией Монгольской Народно-революционной армии, атаковать и полностью уничтожить противника южнее реки Хайластын-Гол.

К исходу дня Южная группа должна была подготовить выход 57-й стрелковой дивизии с 603-м полком 82-й стрелковой дивизии на северный берег реки Хайластын-Гол.

36-й мотострелковой дивизии в течение 24 августа надлежало подготовиться к наступлению 25 августа на северную группировку японцев, организовав взаимодействие с соседними частями Северной и Южной групп.

Северная группа получила задачу выйти в район «Пески Дальние» и, войдя в непосредственную связь с левым флангом 36-й мотострелковой дивизии и с правым флангом 9-й мотоброневой бригады, также быть готовой к наступлению против северной группировки врага.

Таким образом, идея решения командующего 1-й армейской группой состояла в том, чтобы, обеспечивая частью сил извне действия главной группировки, плотным кольцом сжать окруженного противника и концентрическими ударами последовательно уничтожать его сначала на южном берегу Хайластын-Гола, а затем и на северном.

В течение 24 августа 57-я стрелковая дивизия продолжала успешно ликвидировать остатки опорных пунктов японцев. К исходу дня ее 127-й стрелковый полк уже вышел непосредственно на южный берег реки Хайластын-Гол, войдя в связь своим правым флангом с 8-й мотоброневой бригадой; 293-й полк также продолжал успешно продвигаться на север. Однако на участке Центральной группы 82-я стрелковая дивизия не смогла добиться успеха. Японцы, стянув в район сопки «Песчаная» и высоты «Зеленая» все остатки своих сил и огневых средств, находившихся на южном берегу Хайластын-Гола, оказывали упорное огневое сопротивление.

На участке Северной группы 9-я мотоброневая бригада, успешно ведя бой с противником, прочно заняла район Номон-Хан-Бурд-Обо.

Бой 24 августа проходил в условиях сильной жары. Температура на градуснике днем достигла отметки 40 °C. Палящее солнце и беспощадный зной сдерживали натиск и без того утомленных батальонов. В штаб Жукова стали поступать доклады о необходимости передышки в ходе наступательной операции. Однако комкор Г. К. Жуков был категоричен: продолжать наступать. Он опасался, что к месту прерванного сражения могут подойти свежие войска японской Квантунской армии.