1939年7月22日，预定中的总攻到来。
在将军庙军事会议上，小松原和内山曾就总攻采取的战术有过一番激烈争论。小松原将一二次诺门罕战役的失败，归结于缺乏炮兵掩护，或者说掩护的力度还不够大，因此坚持步炮协同的打法，即以步兵夜袭突击为主，炮兵火力支援和压制为辅。
内山不干：凭什么要以步兵为主，为什么不能以炮兵为主？
两派争执不下，最后上交植田司令官裁决。植田认为，前线步炮部队光编制就有十几个之多，如果搞步炮协同会很困难，不如让炮兵打光再进攻。
这样内山就占了上风，总攻确定以炮火攻击为主，待炮兵基本摧毁苏军阵地后，再由步兵上去打扫战场。
既然炮兵唱了主角，晚上没法观测，小松原就只好放弃了夜袭这一看家法宝，率领步兵集团坐等炮击，然而眼见得攻击时间已到，火炮却是一声不响。
炮兵部队作战有一套程序，先得炮兵观测所提供方位，可当天是阴雨天气，能见度很差，内山就跟小松原打了个招呼，说要不明天再打吧。
内山临时撂挑子，可苦了小松原，因为步兵集团已在前沿的埋伏区域隐蔽待命，而在苏军拥有登高望远及空中侦察的条件下，这么多日军的大规模运动，很难不被发觉。
松本后来打过一个比方。一个提着大棒的彪形大汉站在那头，一个腰挂长剑的小毛孩站在这边，毛孩子煞有介事地舞着剑，显示着自己的武功，人家大汉理都不理。
终于，小毛孩忍不住了，挥着长剑，呐喊着便朝大汉冲了过去。
朱可夫就是站着不动的大汉，小松原充其量就是心浮气躁的小毛孩，当毛孩冲上来时，大汉所要做的，只是给予当头一棒。
与日军临战前都不知道方位不同，苏联炮兵部队在诺门罕已经待过很长时间，坐标方位均已提前测好，重要地区还人工建起土堆，以作为炮击的参照物。天气好坏对他们来说根本是件无所谓的事，朱可夫一个命令下来，立等可射。
自家的重炮尚未能够见识，苏联人先给日军步兵上了一课，重炮炮弹的杀伤半径特别大，很多士兵不是直接中了弹片，而是被震死或被倒塌的“章鱼罐”掩体活埋。
各步兵联队苦不堪言，纷纷要求炮兵予以还击，以便使士兵们摆脱困境。
这些要求都被内山拒绝了。理由是，没有方位和目标，盲目还击不但起不到作用，还会暴露炮兵阵地，在缺乏还击把握之前，炮兵团只能与步兵一样白白损失掉。另外，日军不比苏军，炮弹数量十分有限，尤其是那些重炮炮弹，本来就没多少，一枚枚都得有着有落，是绝不允许浪费的。
步兵撤不下来，又冲不上去，只好硬挨。这滋味可不好受，称得上是“挨一刻似三秋，盼一时如半夏”，每个步兵联队都至少伤亡了六分之一，其中酒井联队被炸死的最多，一个千人规模的大队，仅剩两百多人，有几个小队无一人幸存。联队长酒井把身子缩在战壕里，一个劲骂炮兵是浑蛋。
苏军知道几万日军步兵昼夜埋伏在自己阵地的前沿，就变着法折腾对方。晚上雨停后，轰炸机群又跑到埋伏区的上空，足足投了两个小时的炸弹，让日军好好地过了一把吃夜宵的瘾。
日军飞行集团的战斗机不消说，缺乏夜航能力，即便tb…3晚上出来轰炸，它们都不敢动一动，高炮部队则是窝囊到要吐血，他们竟然没能配备探照灯车，既不知道轰炸机何时来，又不知道何时去，只能干看着人家投弹。
步兵联队长们朝小松原大发牢骚：“苏军不管白天黑夜，晴天雨天，全天候照打不误，咱们的飞机大炮为什么那么娇贵？”
小松原无言以对，炮兵和航空兵自有不得已的苦衷，十个指头咬着都疼，他谁也不能怪，谁也怪不得。这番遭遇对他来说，就犹如一次期望甚高的穿越，穿越完了，才发现自己不是皇帝，而是太监。
内外夹攻
1939年7月23日晨，天气晴朗，娇贵的军种们都没了怠工或是迟到早退的理由。不过也就从这时候开始，苏军停止了火炮攻击，其炮群方位一时难以判断。
寻找并摧毁苏军炮兵阵地，成了小松原交给特种部队的首要任务。早上6点，飞行集团出动主力进行支援，多达58架九七重爆和战斗机在空中盘旋，寻寻觅觅，都是要找到炮兵阵地的位置。
飞行集团以为他们人多势众，不知道在苏联人眼里只是毛毛雨。苏军第1集团军成立前后，诺门罕前线足足增加了6个飞行团共达581架战机，而日军飞行集团经多次补充，才勉强能将战机维持在200架的水平。
苏联空军一出手就是200多架，当这么多伊…15、伊…16黑压压扑来时，“毛毛雨”很快就被包围。近乎四比一的数量优势，使得苏联空军“双机攻击”战术得到酣畅淋漓的发挥，日军飞机一架接着一架掉下来，已经难以顾及地面侦察。
6点半，炮兵团接过了飞行集团的活。炮兵团长内山把克山野炮推出来进行零星射击，以诱使苏军重炮开火。
克山野炮讲穿了就是随时准备报销的诱饵，炮兵们战战兢兢，唯恐重炮炮弹落在附近，把自己炸得粉身碎骨。
还好，重炮没开火，开火的是步兵炮和重型迫击炮。在苏军的炮兵部队体系中，这只是团属配置，火力也有限，双方旗鼓相当地对轰了一个半小时，不分上下。在这一个半小时里，炮兵观测所将苏军炮兵阵地的方位、距离一一记录了下来。
重炮未露脸，但是躲了和尚躲不了庙，知道炮兵阵地在哪里就够了。8点整，内山根据所测得的数据，下令日军炮群进行真刀实枪的齐射，所谓“效率射”，射击时间核定为两个小时。
于是，早已集结于前沿的76门大口径重炮终于派上用场，远远可以看到，苏军炮兵阵地上被炸得尘土飞扬，浓烟滚滚。
因为炮弹的供应能力有限，日军炮兵对耗弹量有严格规定，即必须按基数使用，普通山野炮一个基数为100发炮弹，越往上去，每基数的炮弹越少，150毫米榴弹炮为50发，150毫米加农炮仅为30发。
平时炮兵部队最多舍得用一到两个基数，这次破例允许打足五个基数，可谓下了血本。
如此大规模、长时间的炮战，在日本陆军史上还是第一次，炮弹的消耗更是史无前例。密集的重炮轰击，给苏军一线阵地造成了一定破坏。一名苏联战地记者在前线采访，拍下了一个炮兵班作战的场面，但就在他按下快门的那一瞬间，一枚重炮炮弹落下来，炮兵班成员全部中弹身亡。
苏军损失的主要是团属步兵炮和迫击炮，师属山野炮、军属榴弹炮、加农炮这些重炮部队已经开始转移阵地，内山观察到，苏军牵引车正拖着火炮向后撤退。
直接负责指挥重炮兵的畑勇三郎心花怒放，他颇有诗意地记录道：“殷殷炮声惊天动地，震撼着蒙北沙漠。”
步兵们埋伏在战壕里，他们不知道重炮轰击的实际战果，只能听到隆隆炮声，以及依稀看到苏军阵地上的尘烟，不过这就够了，自家炮兵抖威风，诺门罕战役以来是从来没有过的，因此一个个兴奋得要命，连连拍手叫好。
10点整，受到炮群射击鼓舞的步兵集团跃出隐蔽掩体，几万人浩浩荡荡，像是决堤的洪水一般，一边高喊“万岁”，一边冲向苏军阵地。
苏军的火力拦截网除了轻重机枪外，只有一些不便移动的火炮，力道是有的，但日军人实在太多，割麦子一样，割了一排又一排，总也割不完，前沿部队与苏军阵地已近在咫尺。
苏军指挥官见状，赶紧下令准备上刺刀打肉搏战，但也就在同一时间，炮弹忽然像冰雹一样地砸过来，正砸在步兵集团中间。
苏军都觉得奇怪，他们的炮兵正在转移，这是哪里冒出来的帮手？
帮手不是别人，却是内山。
因为炮兵团的重炮或者是日俄战争时的遗物，或者是出厂后从没舍得放到战场上历练的宝贝，所以炮兵对炮的性能多不熟悉，而且他们此前也从未接受过超远程的饱和射击训练，导致射击效果无法恭维。
从前沿观测数据来看，重炮的射击精度很差，弹着点离目标相差较远，经过两个小时的重炮轰击，仅有10门苏军火炮被击毁，其余炮兵部队都跑掉了。
内山于是临时决定延长一个小时炮击，但他却忘了通知前沿部队。事实上，就算他有这个意识，也力不能及。
苏军在诺门罕战区实施了无线电干扰技术，日军电台之间没法正常联系，使用传令兵的话，各部队这里一堆，那里一堆，靠两条腿几分钟时间里根本跑不了多远，若是以车代步，又会成为苏军轰炸机的攻击目标。
总之，内山要么不改时间，要改时间的话，就没法让所有人都知道。
日军重炮端的生猛，只一个照面就做完了苏军做不完的功课，日军步兵集团第一梯队近乎全军覆灭。步兵指挥官赶紧通过电台向内山呼叫：“炸着自己人了，马上停止炮击，笨蛋！”
可是无线电干扰太厉害了，电台里嘈杂声一片，根本听不清对方在喊些什么。内山还以为是自己炸得够完美，步兵忙不迭地报喜来了，当下激动不已，继续给炮兵下达了加量加价的攻击命令。
时间一长，老爷爷级别的重炮终究经不过超负荷的折腾。炮击过程中，有9门重炮的炮架折断，7门发生炸膛事故，造成了炮毁人亡的惨剧，其他诸如炮身过热、炮管烧坏等故障也层出不穷，射程最远的加农炮一连瘫掉了6门之多。
内山如此给力，弄得苏军都不好意思了。他们趁机收起刺刀，端起轻重机枪和冲锋枪，夹住日军一顿狠打，步兵集团潮水一样地上来，稀稀拉拉地退了回去。
火墙
退下来的各步兵联队均伤亡惨重，联队长们圆睁怒目，无不痛骂内山是个糊涂虫。小松原则呆若木鸡，他在日记中写道：“整个白天的攻击简直是一场谋杀。”
“谋杀”的主谋内山倒还算沉得住气。通过观察，他预计苏军有两个炮兵连被消灭，5到6个炮兵连被压制，其余炮兵部队都已溃逃，正是步兵出击的好时机。
事已至此，小松原也没有更好的办法，只得重新对垂头丧气的部属进行动员。
1939年7月23日早上11点，日军步兵集团再次发起冲锋。似乎是被这种万人规模的“猪突冲锋”场面给吓怕了，这次苏军不再硬顶，而是主动撤回了西岸，除了踩响地雷，日军沿途未遇到大的阻击，一路杀到了哈拉哈河岸边。
顺着苏军架设的浮桥，酒井联队率先过河。自诺门罕战役开始以来，这是日军第二次登上西岸，而且不是靠迂回，靠的是正面平推，但结果却是悲剧性的。
600多辆苏军坦克早已排列整齐，在旷野上等候多时。刚刚登上河岸的日军士兵还没回过神来，便被打得怪叫连连，在坦克机炮组成的炽热“火墙”面前，士兵们一片片地倒在地上。
一切都是设计好的，坦克旅相隔河岸边缘有两百多米，在这个距离范围内，反坦克手雷够不着，机枪掷弹筒可以，但又起不到多大作用。
西岸比东岸要高出几十米，后续日军只听到枪炮声大作，看不到真实情形，还在埋着头往前涌，形成了“前仆后继”的骇人景象。