老頭子的話沒有兌現，三個月不到，整三十八師便有了戰鬥任務。
1947年2月3日，整三十八師全員乘專列再步行開赴了蒙古。
原來在1945年8月15日，日本戰敗投降。就在中國人民慶祝抗戰勝利之時，言而無信的蘇聯政府卻悍然撕毀了《中蘇同盟條約》。
此時，老頭子與國民政府正在舉行重慶談判，籌備建國事宜，無暇北顧；蘇聯政府趁機指示喬巴山等親蘇派人士在外蒙古組織了脫離中國的公投。
由於蘇聯和叛徒的操縱，公投結果自然在意料之中：參與投票的外蒙古人同意外蒙古脫離中華民國獨立。
爲了在事實上將外蒙古納入勢力範圍，蘇聯開始籌備軍事入侵。
從歐洲調遣的精銳部隊組建了新西伯利亞方面軍，原白俄羅斯第3方面軍司令伊萬.丹尼洛維奇.切爾尼亞霍夫斯基大將調任該方面軍司令。
在殲滅關東軍作戰中損失輕微的外貝加爾方面軍和遠東第2方面軍也結束了休整，開赴中蘇邊界。
上述3個方面軍由遠東蘇軍總指揮部協調行動，亞歷山大.米哈伊洛維奇.華西列夫斯基元帥繼續擔任遠東蘇軍總司令，全權負責入侵外蒙古的“海王星”計劃。
1946年11月3日凌晨3時整，在猛烈的炮火急襲後，新西伯利亞方面軍所轄近衛坦克第5集團軍、外貝加爾方面軍所轄近衛坦克第6集團軍和遠東第2方面軍所轄第16集團軍作爲入侵先頭部隊，同時向外蒙古城市烏列蓋、蘇赫巴托爾和扎爾格朗圖發起進攻。
華西列夫斯基的計劃非常簡單：以佔據極端優勢的兵力對在中國軍隊發起三個方向上的向心突擊，使國軍首尾難顧，最終徹底崩潰，從而達到消滅中國軍隊、軍事佔領外蒙古的目的。
此時，中國正處於戰後重建的緊要關頭，軍隊一部分重編或解散，在外蒙古駐防的部隊下轄於北平行轅，且兵力僅有7個軍。
由於國軍在外蒙古東北部修建有一批築壘地域，7個軍中的5個部署在此地，重點防備蘇軍近距離突擊外蒙古首府庫倫。
餘下2個軍中，第8軍駐紮在庫倫（軍長李彌將軍）。
而在外蒙古西部僅有唐生智的第88軍，又分散駐防主要城市，力量薄弱。
因此華西列夫斯基命令外貝加爾方面軍和遠東第2方面軍在東面和北面作牽制性進攻，得到空軍與重炮加強的新西伯利亞方面軍則從西面長驅直入，佔領庫倫。
而唐生智所轄不過兩個用以守備地方的師，共計2萬餘人，卻要應對蘇軍強大的新西伯利亞方面軍接近40萬人的兵力，僅正面近衛坦克第5集團軍的兵力就達6萬，敵我實力對比異常懸殊。
在近衛坦克第5集團軍面前，唐生智帶領部隊節節抵抗，節節後退，在撤退中巧妙安排伏擊和反突擊。
蘇軍每前進一步都要付出巨大代價，甚至有一個團在烏列蓋城附近被包圍殲滅。
近衛坦克第5集團軍所轄近衛坦克第3軍和坦克第29軍在突破巴彥烏列蓋地區的行動中損失了三分之一的人員和接近一半的坦克及裝甲車輛。
由於衆寡懸殊，在堅持抵抗了半個月以後，中國軍隊戰死、戰傷人員已達8000餘人，新21師下屬各團都只剩下了一個營左右的兵力，62師有7個連成建制犧牲。
唐生智被迫率軍撤出巴彥烏列蓋，在近衛坦克第5集團軍和機械化第10軍的夾擊下退入外蒙古南部城市尤鬆布拉克。
此時外蒙古各戰線的態勢是：國軍5個軍共計19萬人正在科布多和色楞格抵抗外貝加爾方面軍和遠東第2方面軍共計40餘萬蘇軍的進攻。
由於國軍已把這兩個地區修建成築壘地域，配備了大量重機槍、堡壘和反坦克壕，蘇軍無法發揮其兵力優勢，再加上華西列夫斯基給這部分蘇軍的任務是牽制國軍主力、使其無暇支援在外蒙古西部苦戰的唐生智所部，因而兩方面軍在此地進展緩慢。
李彌的第8軍於戰爭爆發的第一時間離開庫倫，準備前往烏列蓋支援第88軍，然而在烏里雅蘇合遭遇新西伯利亞方面軍所轄近衛第7集團軍，就地展開了拉鋸戰。
唐生智的第88軍傷亡過半，即將在尤鬆布拉克陷入蘇軍主力合圍。爲全殲外蒙古國軍，遠東蘇軍總指揮部於12月9日對切爾尼亞霍夫斯基下達指令：“……應於本月15日前消滅尤鬆布拉克當面的頑固敵軍，或將其驅逐至新疆境內……佔領庫倫後，方面軍應當以全部或大部分兵力共計科布多、色楞格兩處敵軍背後和側翼，使他們沒有機會撤退……上述任務應當於明年3月前完成。華西列夫斯基、伊萬諾夫。”
爲了最大限度破壞蘇軍夾擊國軍主力的企圖，爲了給國民政府爭取到更多調兵遣將的時間，唐生智放棄了全軍撤出外蒙古的機會，而是在尤鬆布拉克城內同蘇軍展開了殘酷的巷戰，並計劃用最後一份力量對蘇軍發動反突擊。
12月31日夜，新21師殘部從城南衝擊蘇軍包圍圈，吸引了蘇軍的注意力，然而這只是佯動。
於此同時，62師5300餘人藉着夜幕的掩護從城西突出，對蘇軍展開了全面進攻。
蘇軍由於麻痹大意，被打了個措手不及，近衛坦克第5集團軍所轄近衛機械化第5軍由於國軍攻擊和友軍誤傷，一夜間死亡4200餘人，失蹤200餘人，重傷8700餘人，各師均失去了戰鬥力。
空軍第9集團軍誤以爲國軍在組織大規模突圍，出動大部分殲擊機和轟炸機襲擊尤鬆布拉克市區，然而國軍已全部出城作戰，蘇軍的襲擊因此落空，反而誤傷了城內紅旗第1集團軍的士兵。
面對不利局面，一向以鐵腕治軍的近衛坦克第5集團軍軍事委員弗拉基米爾.伊里奇.烏里揚諾夫中將當機立斷，組織了由警衛連和集團軍直屬部隊構成的督戰隊，一旦發現有不聽從指揮或者試圖後撤的蘇軍士兵即行射殺。
這一無比殘酷的舉動雖然使許多無辜的士兵死於來自戰友的攻擊，但卻有效地制止了蘇軍的混亂局面，各師、各團開始收攏部隊，應對國軍的突擊。
由於雙方的兵力差距實在太大，局面開始向朝第88軍不利的一面傾斜。
新21師在巴彥烏列蓋地區的戰鬥中已被打殘，此時作爲佯動部隊又受到了蘇軍的重點攻擊，終於不支，團營級幹部幾乎全部陣亡或重傷，只有255團團長李一鳴中校能夠繼續指揮部隊。
凌晨1時30分，師部與唐生智取得聯繫，接到了結束佯動、同主力會合的命令。