第一一五坦克近衛旅最先趕到了哈臘諾爾城北的三公里處。此時的哈臘諾爾靜悄悄的毫無聲響，彷彿沒有一個活人。城外沒有任何的防禦陣地，當然也就看不到任何一個興安軍士兵。面對這一情況，蘇軍的前線指揮官不敢擅自作主，命令部隊原地待命，等待上級的指示。蘇軍偵察機一架接一架地飛臨這個小城的上空。但是飛行員能看到的只是城裡因焚燒物資還沒有熄滅的大火和因此而冒出的滾滾黑煙，其他任何情況都看不清楚。
爲了安全起見，所有坦克向城內進行轟擊，兩個轟炸機中隊也對這個小城進行了地毯式的轟炸。這麼一折騰，城裡火勢或更大了，面積也更廣了。經過一個白天的等待，蘇軍的指揮官終於耐不住xìng子了，傍晚時分命令兩輛坦克作爲尖兵前去探路。兩輛坦克行駛到距離小城五百多米的地方，就先後壓上了地雷而癱瘓在原地動彈不得。坦克裡的乘員鑽出了坦克爬回了自己的陣地。“由此看來，敵人還是有埋伏。”指揮官作出了這樣的判斷。於是又是一通炮火的“洗禮”，小城哈臘諾爾幾乎被夷平了。
晚上，突然從城裡傳來一陣激烈的槍炮聲，指揮官馬上派偵察兵抵近偵察。城裡的槍炮聲越來越激烈，偶爾還夾雜着隱隱約約的俄語喊話。又過了一段時間，說俄語的人越來越多，說中國話的人卻越來越少。偵察兵馬上返回指揮部，將這一情況向指揮官進行了彙報。“看來我們的部隊已經從另一側佔領了這個小城。”一一五旅的指揮官根據這一判斷，馬上命令一個前衛團開到城下，隨時準備入城與那裡的蘇軍會師。
此時的哈臘諾爾城裡到處是人聲，而且大部分是俄語。此時已經是半夜了，前衛團的蘇軍士兵根本看不清城裡的情況，只能隱約聽到聲音。不過很奇怪的是，這些聲音大部分是歡呼聲和彼此打招呼的聲音，比如“打拉斯微基打哇力西（同志你好）”。不過前衛團的團長並沒有多想，只是命令士兵高呼口號繼續前進。
前鋒連的幾輛坦克亮着大燈開到城外。城裡有人用俄語大聲問道：“你們是那一部分的？”
“我們是一一五旅的前衛團，你們呢？”城外的蘇軍答道。
“我們是遠東第一軍的。現在我們已經全部控制住了這裡。滿洲軍真狡猾，全部躲在城外準備伏擊我們。”城裡的士兵答道。
正說話間前衛團的其他坦克也開了過來。剛纔最先到達的六輛坦克最先進城。突然一一陣陣爆炸聲從城裡傳來，緊接着，城裡shè出了十幾發榴彈，全部擊中了城外的坦克。城外的蘇軍大驚，還沒明白怎麼回事，又是一頓榴彈shè了過來。剩下的坦克立刻向城裡衝了過去，同時將炮口擡起向城裡開火。
一一五旅的前衛團因爲被突襲，一下子損失了十幾輛坦克，不過他們很容易地就衝進了城裡，並且很快就佔領了全城。與此同時，西面城外的遠處也響起了激烈的槍炮聲，而且槍炮聲正向這邊移動過來。沒過多久，遠處的隊伍已經衝到了城下，並且立刻發動了攻擊，於是城裡城外兩方立刻接上了火。戰鬥一直持續到了天明。交戰雙方纔看清，原來都是自己人。此時的傷亡已經非常巨大，雙方都使用了重武器，至少有一千多名蘇軍在戰鬥中死亡，負傷的更是不計其數。第一軍的指揮官，也是這次回援行動的總指揮布柳赫爾暴跳如雷，命令將前線指揮官全部槍斃。
然而蘇軍的噩運還沒有結束。第一個壞消息在當天的下午傳來的，一一五旅的運輸隊在哈臘諾爾城以北四十多公里的地方被滿軍伏擊。運輸隊被殲滅，所有物資包括油料、糧食、彈藥等給養全部被搶或被毀。也就是說，現在哈臘諾爾城的幾萬蘇軍至少要餓兩天肚子，更關鍵的是，一一五旅所有的坦克在用完很少的一點兒存油後，將全部趴窩，寸步難行。
第二個壞消息於當晚傳來，第一軍走在最後的一個後衛旅被近兩個師的滿軍所圍殲，旅長赫加留夫大校被活捉，政委安德波羅斯基大校被打死。滿洲軍在獲勝之後並沒有過多停留，而是直奔額倫察布而去，顯然是想與那裡的rì軍裡外夾攻，吃掉那裡的遠東第二軍。
所有這些行動都在滿洲軍的掌控之中。此時的布柳赫爾感受到了前所未有的壓力。現在他要面臨兩個選擇：一是迅速回援第二軍，但有可能已經來不及了。那裡的蘇軍缺糧少彈已經堅持了近十天，現在又有兩個師的滿洲軍前來夾攻，估計等第一軍到達的時候已經被殲滅了。況且第一軍本身也是一樣，不僅沒有給養，而且已經疲憊不堪。第二個選擇是派出一部分兵力打通運輸線，主力部隊就駐紮在這裡按兵不動。等到給養上來後再行動。經過反覆的考慮，布柳赫爾決定選擇第二方案。
其實布柳赫爾的選擇是正確的。滿軍近兩個師的兵力按計劃趕到了額倫察布，與那裡的rì軍裡應外合，迅速擊潰了蘇軍部隊。兩方匯合後，並沒有立刻停下來修整，而是留下了所有的傷員和兩個大隊的rì軍，其他所有部隊沿蘇蒙邊境迅速向外貝加爾斯克馳援。那裡的蘇軍也因爲被斷掉了給養而無力再向rì軍進攻，只是圍住了城，等待援兵。
而退守在達壩的滿洲軍此時卻對蘇軍開始反攻，一直向北攻擊，直到把蘇軍逼到滿洲里。蘇軍剛退到滿洲里，額倫察布的rì滿聯軍也正好趕到。經過一場混戰，外貝加爾斯克至滿洲里一線的蘇軍全部被趕到哈臘諾爾才站住了腳。
此次攻防戰以蘇軍的徹底失敗而告終。蘇軍的人員損失達三萬多人，而且還損失了大批的物資。華西列夫斯基被撤銷了軍區總司令的職務。由於布柳赫爾在此戰中判斷準確，處置得當，及時遏制住了rì滿聯軍的進攻，所以由他來接替華西列夫斯基的職務。
此戰中，rì滿軍隊也損失了一萬二千多人。當戰役取得勝利後，rì軍迅速返回了額倫察布，滿洲軍也退回到自己的邊界以內。現在已經是六月，rì軍經過這段時間的準備，馬上就要採取新的行動。