Командующий японской 6-й армией генерал Огису Риппо выдавал желаемое за действительное. Поражение на Халхин-Голе для японцев обернулось и поражением в моральном плане. Тому есть достоверные сведения. Так, радиоразведкой советских войск был осуществлен радиоперехват радиограммы начальника штаба Квантунской армии начальнику департамента личного состава Военного министерства Японии о необходимости перемещения на другие должности командира батареи 1-го полевого тяжелого артиллерийского полка капитана артиллерии Цутия и адъютанта Мулинского тяжелого артиллерийского полка поручика Китамура по следующим мотивам:

Перехваченная радиограмма из штаба Квантунской армии в Токио говорила не только о панических настроениях части японского офицерства во время боев на реке Халхин-Гол. Она подтверждала также фактическое уничтожение 1-го полевого тяжелого артиллерийского и Мулинского тяжелого артиллерийского полков, поскольку их пришлось формировать, по сути дела, заново.

За время боев на Халхин-Голе японские войска потеряли около 61 тысячи человек убитыми, ранеными и пленными, в том числе 45 тысяч — в июле и августе. Их потери только убитыми составили около 25 тысяч человек (по другим источникам — 17 045 человек). Это не менее 73 % от общего числа участвовавших в боевых действиях войск. В ходе воздушных боев было сбито 660 японских самолетов. Императорская 6-я особая армия утратила почти всю свою боевую технику.

Потери советско-монгольских войск составили свыше 18 500 человек (совокупно убитыми, ранеными, пропавшими без вести и попавшими в плен, больными). В боях на Халхин-Голе погибло и умерло от ран на этапах санитарной эвакуации 6831 человек рядовых бойцов и командиров (из них 1063 командира-офицера). Из числа погибших умерли в госпиталях 647 человек, получивших тяжелые ранения. 28,5 % всех боевых ранений пришлось на руки. Советская авиация потеряла в воздухе и на земле 207 самолетов.

За мужество и героизм в боях на Халхин-Голе 70 командирам и бойцам Красной армии было присвоено звание Героя Советского Союза. 21 человеку это звание было присвоено посмертно. Среди Героев 33 человека были танкистами и 23 — летчиками.

Всего было награждено свыше 17 тысяч красноармейцев и командиров 1-й армейской группы: орденами — почти 5 тысяч человек. Более 9 тысяч удостоились медали «За отвагу» и около 3 тысяч — медали «За боевые заслуги».

Орденоносными стали 24 соединения, части и подразделения. Среди них — 36-я мотострелковая дивизия, 100-я скоростная бомбардировочная авиационная бригада, 7-я мотоброневая бригада, 24-й стрелковый полк, 175-й артиллерийский полк, 22, 56-й и 70-й истребительные авиационные полки, отдельная специальная танковая рота огнеметных танков и другие.

Героизм и отвагу проявили монгольские воины: более 400 человек были награждены орденами и медалями, 6-я и 8-я кавалерийские дивизии были награждены монгольским орденом Красного Знамени. 6-я кавдивизия, как наиболее отличившаяся в боях, стала носить имя Сухэ-Батора.

Пленных в сражении на Халхин-Голе оказалось крайне мало. Стороны после окончания боевых действий провели два обмена военнопленными. Первый — 27 сентября 1939 года, когда советской стороной было освобождено 88 военнопленных. Второй — 27 апреля 1940 года, когда Японии вернули 116 человек. Обмен производился по принципу «один за один» — такое указание дал народный комиссар обороны СССР маршал Ворошилов.

Приемом пленных с Халхин-Гола и дальнейшей «заботой» о них занимался народный комиссар внутренних дел Л. П. Берия. В справке НКВД СССР, датированной 3 марта 1940 года, о японских военнопленных, захваченных в период боев на монгольской территории, говорилось:

Такой лагерь был подготовлен в городе Нижнеудинске на 2000 человек.

В связи с тем что военнопленных оказалось только немногим более 100 человек и развертывать для их содержания специальный лагерь было признано нецелесообразным, военнопленные на основании шифротелеграммы народного комиссара внутренних дел Союза тов. Берия от 30 октября 1939 года № 801 были водворены в отдельный корпус Читинской тюрьмы.

Бои в районе реки Халхин-Гол показали, что противопульная броня легких танков Т-26, БТ-5 и БТ-7, а также пушечных бронеавтомобилей БА-6 и БА-10 пробивается 37-мм снарядами японских противотанковых орудий. Отсюда был сделан вывод о необходимости разработки модели танка с противоснарядной броней, защищающей от огня противотанковых орудий калибра 37–47 мм.