5月13日晚21时，日本关东军第23师团派出600多名骑兵和装甲车队到达距诺门罕80多公里的甘珠尔庙，并派出侦察兵进行作战准备。关东军司令部同时将驻齐齐哈尔的飞行侦察第10战队、海拉尔飞行第24战队、关东军汽车队的运输汽车100辆，调归23师团指挥。
5月14日-15日，日军联队在5架日机的配合下，向哈拉哈河以东的蒙军742高地攻击。蒙军居于劣势(伤亡30余名)，主动撤向河西。5月17日，日军返回海拉尔。
