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持续的爆炸、激烈的枪声让身在后方以为远离危险的士兵们高度紧张，被不断倒下战友痛苦的哀嚎声刺激陷入疯魔，歇斯底里地向一切靠近的人员、车辆、射击处泼洒子弹。陆续从城外不同方向赶回来的蒙古骑兵八师的装甲侦察营的战车遭到来自民居、巷垒、仓库的小口径火炮的打击，数辆起火燃烧，苏联红军奋勇开火冲进城内，遭到更多的射击。
城内激战时，数十辆装甲车以奉命支援的名义赶到河北岸的野战机场，这里驻扎着71战斗机团一个大队、38快速轰炸机团一个大队担负桑贝子周围的防空任务和对满洲军事目标实施轰炸等任务，驻扎以来除偶尔有日本侦察机过来窥探外相对平静。
机场外围安全原来由装甲第7旅负责，随着前线激战该部奉调东去，而前期战损严重的蒙古骑八师回防休整接替了外围守备任务。这些自称是骑八师装甲营的部队很快占据了机场外围，突然抵近射击，在37口径战车炮和重机枪扫射下20多架飞机彻底损毁，30多架严重损坏，弹药库爆炸引发油料库起火燃烧。跑出帐篷在跑道上议论城里情况的机场警卫以及数百名飞行员、技师猝不及防死伤惨重，周围的12门高射炮也被爆破摧毁。
直到第二天天明，偷袭者已经失去踪影，而城外六座军火、油料仓库数千吨物资、数百辆汽车在爆炸中化为乌有，城内狭窄的街道上到处是坍塌房屋的瓦砾，烧成骨架的汽车装甲车。死于枪击、爆炸的士兵平民。据查全城苏蒙军队死伤两千多人。惊慌逃窜的市民、蒙古工人死伤五千多人。绝大部分是被自己人惊慌失措下不辨敌我匆忙开枪伤害的。
相同的偷袭也发生在塔木察格布拉格，随着战线逼近边境，朱可夫已经把集团军指挥部前移到距边境线20公里的地方，这里成为后方物资基地和空军前线机场，中国工程兵二师一个团5000多人协助搬运物资，守备也是交给从前线撤下来整补的蒙古骑兵第三师。
距离前线120多公里的后方确实没有想到日本人能穿越数道警戒线和空中侦察，悄无声息地来到基地周围。凌晨两点伪装成蒙古骑兵第三师的日军混进各仓库制造爆炸摧毁了五座弹药仓库、三个油料仓库，引发不同单位彼此射击。混乱中谁也没注意野外的三个野战机场七十多架战斗机、轰炸机相继起飞，发出粗重的轰鸣消失在茫茫暗夜当中。
袭击造成集团军后勤部、空军前线指挥部、野战医院、反坦克炮37营、蒙古骑兵、中国后勤部队三千多人牺牲，物资损毁上万吨、汽车装甲车损毁数百辆，150防空营6门高射炮、12挺高射机枪，22、56战斗机团、38轰炸机团的73架飞机失踪，机场设施被炸毁。
而在通往温都尔汗、桑贝子的公路上中国工程兵一团六个运输车队遭遇伏击，修建桑贝子到前线铁路、从克鲁伦河到前线输水管线解决作战生活用水的工程兵三团五个工地受到攻击，造成随行保护的数百蒙古骑兵阵亡，中**队千余人牺牲，运输、施工被迫停止。
突然间冒出来的敌人特种部队的袭击破坏了集团军正在积累起来的战场优势。制空权再次丧失，第二天一早日军趁机派出20多架飞机对苏军前线部队、野战仓库、公路车队进行狂轰滥炸。迫使各部退离前沿。他的前线指挥部也受到攻击，要不是有第63、66防空营20多门高射炮、高射机枪、几十挺重机枪拼命扫射很有可能遭受重大伤亡。
机械化部队必须的油料弹药供应不足，地面进攻完全陷入停顿。等待时机的朱可夫被前线后方的接连变故整得焦头烂额，命令集团军副参谋长指挥退到后方休整的11坦克旅、蒙古近卫骑兵2师在公路两侧50公里范围内展开细致搜索，务必找到消灭日军特种部队。
准备调来在温都尔汗待命的快速轰炸机38团两个大队才想到机场被炸毁，正准备通知中国工程兵部队抢修机场，留在乌兰巴托的中方协调人乌兰夫却以战场环境险恶、官兵生命缺乏保障为由提出撤离中国所有后勤工程部队，由此引发了中国与蒙古方面的信任危机。
当初斯大林拍板同意吃苦耐劳有效率的中国后勤部队协助苏军施工运输，被迫接受的乔巴山提出中国工程兵进入蒙古不能携带武器，乌兰夫对此很不高兴，他要对进入蒙古的中国士兵的生命负责，以进入作战区域需要基本自卫能力为由要求配发三分之一的轻武器。
乔巴山掐指头一算，工程兵二师有24000人，三分之一就是八千人，八千武装士兵相当于四个蒙古骑兵师，他们又经受过系统的军事训练，一旦出现变故弱小的蒙古很难控制。所以坚持自己的立场不同意武装中国士兵，表示会派蒙古骑兵部队担负中国人员的掩护任务。