這一天的激戰下來，日軍僅第23師團就傷亡了四千多人，幾乎佔到了該部作戰兵員的四分之一。見敵人來勢兇猛，小松原連忙聯絡前來助戰的第1戰車旅所部，寄希望於他們能夠阻擋住俄國人的兇猛攻勢。
日軍第1戰車旅團是仿照德國、美國、蘇俄等陸軍強國裝甲部隊標準組建的新型戰鬥單位，其成軍時間可以追溯到1930年，但由於日本國力有限，二三十年代的大多數人力物力都投入到了近乎瘋狂的海軍建設上，所以用於發展裝甲部隊的精力非常有限。現今配備第1-5戰車大隊、直屬炮兵大隊以及輜重大隊。至1940年初，該旅團共裝備九四式“小豆戰車”、*式中型戰車、九五式輕型戰車、九七式中型戰車四款戰車，再加上各式裝甲車輛，機械化車輛達到400餘輛，“東亞第一鐵騎”的榮譽頭銜確非虛名。
關東軍司令部先期派往海拉爾的第1、第3戰車大隊乃是第1戰車旅團的主力大隊，裝備着性能相對較好的九五式輕型戰車和九七式中型戰車，另配備少量九四式。以往數年，日軍戰車在中國戰場上攻城略地、橫行肆虐，很少有失手的時候，但在哈拉哈河東岸，他們遇到的是一支技戰術含量遠遠高於中*隊的現代化武裝。1940年初的蘇俄裝甲部隊，以20噸級的c-35戰車爲現役主力，其外形輪廓乃至一些設計都跟愛爾蘭的“凱爾特戰士”頗爲相近，裝備蘇俄自行研發、穿甲能力非常強的zis-4型57毫米口徑戰車炮，車體的最大裝甲厚度30毫米。此外，蘇俄軍隊還裝備着越野時速可達50公里的bc-4型快速戰車和雙炮塔構造的c-30重型戰車，前者戰鬥全重12噸，最大裝甲厚度15毫米，以一門42倍徑的45毫米戰車炮爲主要武器，後者主炮塔使用76.2毫米短管榴彈炮，炮塔背面還安裝一挺7.62毫米機槍，副炮塔使用45毫米反戰車炮，車體正面配備7.62毫米機槍一挺，最大裝甲厚度20毫米。
這些蘇俄戰車不論噸位還是火力都足以凌虐日軍的“小豆戰車”，對付最大裝甲厚度僅12毫米、使用37毫米戰車炮的95式輕型戰車也不在話下，只有最大裝甲厚度33毫米且使用57毫米炮的97式中型戰車能夠勉強與之對抗。
由於路途遙遠，加上事前準備不足，直到夜幕降臨，第1戰車旅團派來的兩個戰車大隊才姍姍抵達前線。看到己方戰車部隊，陣地上的日軍官兵自是欣喜若狂，士氣大振，反擊、復仇的呼聲不絕於耳。戰車部隊指揮官松田大佐的本意是次日與蘇俄軍隊來一場堂堂正正的對決，用武士道精神鑄就血與火的輝煌，但第23師團指揮官小松原卻持有不同意見。這位日軍中將可是一個不折不扣的俄國通，從日俄戰爭到遠東干涉，跟俄國人打過許多次交道，近些年來也一直在研究蘇俄軍隊的戰略戰術。他深知俄國人性格自大，晝間的勝利必定會讓他們放鬆警惕，於是強烈建議第1、第3戰車大隊爲先鋒，晝間作戰傷亡較小的第64步兵聯隊爲策應，向蘇蒙軍隊集結區域實施夜襲。
日軍一貫推崇夜襲戰術，平日訓練操演也多行此道，經歷過日俄戰爭的布柳赫爾元帥對日軍戰術策略非常熟悉，因而提醒前線指揮官提高戒備，然而正如小松原預料的那樣，在贏得了一場無可置疑的大勝之後，參戰的蘇俄官兵並不認爲日軍還有氣力發動夜襲，各參戰部隊雖然保持着戰鬥警戒，而且在陣地前沿安置了探照燈，但沒有妥善地部署側翼的防禦，這個看似不起眼的疏忽幾乎釀成大禍——午夜過後，日軍集結部隊從蘇蒙軍隊左翼發起突襲，百餘輛戰車在一望無垠的曠野中狂飆疾進，等到蘇俄軍隊發現敵情並拉響警報，日軍炮火已經呼嘯而至。
興許是受到了天照大神的眷顧，日軍第3戰車大隊選擇的鍥入點恰恰是蘇俄軍隊近戰能力最弱的獨立炮兵團。僅憑“小豆戰車”的一陣衝殺，就迅速摧毀了蘇俄軍隊的炮兵陣地，破壞各型大炮三十多門，碾得蘇俄炮兵屁滾尿流。
開抵哈拉哈河東岸並參加頭一天戰鬥的蘇軍裝甲部隊共有四支，分別是第6、第11戰車旅和第7、第8裝甲旅，雖然只有第11戰車旅是滿員參戰，但蘇俄方面投入的戰車和裝甲車輛仍遠遠多於日軍部隊。接到獨立炮兵團遭日軍戰車部隊突襲的戰報，駐守位置較近的第6戰車旅立即調派了bc-4和c-35戰車趕去增援，結果很快跟日軍戰車部隊正面遭遇！
由於下半夜沒有月光，戰場上的情形頗爲混亂，迎頭相向的兩支戰車部隊一直抵近到了幾百米才發現彼此的身份。在幾乎是炮口抵着敵人炮塔的距離上，雙方的炮彈對彼此都有一擊致命的威脅，然而射擊命中率卻無異於閉眼投壺。
轟！黑暗中突然閃現一團鮮豔刺目的烈焰，在慣性的作用下，一輛中彈的bc-4型快速戰車仍在前進，過了好幾秒，它才停了下來，只見一名身上燃火的坦克手倉惶跳出坦克，滿地打滾……
轟！又一個響亮的爆炸聲傳來，這次被炮彈擊中的是日軍的97式輕型戰車，滾滾黑煙從土黃色塗裝的戰車炮塔與車體艙口噴涌而出，但這個場景並沒有嚇倒趾高氣昂的日軍戰車兵，一輛輛塗着膏藥徽標的戰車毫不猶豫地從同伴的殘骸旁駛過，如衝鋒的武士般嗷嗷殺向蘇俄戰車羣……
轟！一輛蘇俄c-35戰車在幾乎是炮口抵着對方炮塔的距離開火，穿甲彈居然將日軍戰車的炮塔打了個對眼，這一方面體現了zis-4型57毫米口徑戰車炮的恐怖威力，另一方面也充分說明了日軍戰車防禦的薄弱。驚魂未定的日軍戰車兵以純手動方式調轉炮塔，同樣頂着對方開了一炮……
從午夜激戰至凌晨，以少打多而且氣勢如虹的日軍無疑取得了戰術上的勝利，但蘇蒙軍隊的戰線並沒有被打垮，他們依然佔據着數量和質量的雙重優勢。天明之後，他們迅速將日軍逐出陣地，稍作休整，而後繼續對日滿軍隊控制區域展開猛轟。
這一天，哈拉哈河爆發了一場激烈的空戰——相較於發生在英倫或北美上空的那些大規模空戰，蘇俄空軍與日軍陸航部隊之間的這場戰鬥似乎不值一提，但就亞洲範圍而言，一場先後有四百多架戰機參戰的空戰可謂是不折不扣的“大空戰”。蘇俄空軍使用的主力戰鬥機，是玻利卡爾波夫設計的i-16單翼戰鬥機，而許多蘇俄飛行員們都有過在高加索地區跟西方同盟國航空部隊正面對抗的作戰經驗。大戰期間，約有200名俄國飛行員以志願者身份前往波斯地區作戰，但總的來說，1940年的蘇俄飛行員在戰鬥經驗方面遠不如剛剛參加過太平洋戰爭的日軍飛行員。
經歷了太平洋戰爭的磨礪，日軍陸航的實力較戰前有了一定程度的提升，他們裝備的主力戰機已不是1935年投產、在太平洋戰場上慘遭美製鷹隼蹂躪的95式戰鬥機，而是中島公司新研發的97式戰鬥機，這種單座單發的輕型戰鬥機速度更快、火力更猛，而且擁有極好的水平機動性，因此被稱爲“終極的輕型戰鬥機”。太平洋戰爭末期，利用97式戰鬥機良好的迴轉性能，老練的日本飛行員常常在與美製“鷹隼”或歐洲援美的me-50戰鬥機的單獨對抗中獲勝。不過，一如木秀於林風必摧之的道理，97式的出色表現吸引了外界的高度關注。戰爭結束後，歐美國家紛紛通過各種渠道蒐集有關97式戰鬥機性能的情報，針鋒相對地改進己方戰機並調整空戰戰術。
就紙面性能而言，日軍的97式戰鬥機較蘇俄的伊-16更勝一籌。空戰伊始，日軍飛行員照例祭出迴轉殺技，這使得他們在與蘇俄戰機的正面交手中佔得先機，然而對方很快就找出了克敵制勝的辦法——伊-16所使用的一擊脫離戰術能夠有效剋制迴轉攻擊的效果，給日軍老練飛行員帶來了大量的傷亡。