阵亡在战场上的数百名日军士兵被烧得面目全非，根本无法辨认。为了进攻蒙古，日本关东军出动了他们最精锐的师团，其中包括日军最先进的装甲兵力和最强大的空中力量。据总部设在东京的日本战争部情报部发布公告称，起初，日本空军很快就击败了苏军远东部队的飞机，但后来却在对方的７００辆坦克和５万名步兵面前迅速败下阵来。

在当时，考虑到地势平坦的满洲平原将有助于敌人这些可怕的新型坦克将威力发挥到极限，再加上其他一些因素，日本方面最终接受了停战。

与此同时，全世界瞪大了眼睛，不敢相信这些由日本军方发布的极不寻常的公告。人们普遍认为在蒙古境内进行的“小规模战争”中，应当是苏军在空战中遭受了重大损失（例如在两个月的战斗中，有将近５５０架苏蒙军队的飞机被击落）。这些公告暴露了日本官方所谓的日军没有遭受损失的宣传的虚假本质。据说，日本关东军新闻官因为对日本空军的战绩进行虚假报道而被解职。

停战协议签订后，蒙古和满洲的边界重新恢复到原来的地方：哈拉哈河以东。

朱可夫在蒙古的胜利，在政治和战略方面的巨大影响力远远超越了这个遥远的蒙古河谷。在军事上，他集中了具有战术优势的兵力，把集中统一指挥和战术灵活性结合起来，以４∶１的绝对优势对日军发起攻击。后来，他在抗击德国法西斯的伟大卫国战争中继续坚持这项方针，再一次力挽狂澜，扭转了危急的局面。

苏蒙军队在反攻中取得的巨大胜利以及日军所遭遇的史无前例的惨败，促使日本最高统帅部改变了他们对于苏联红军的战斗力和战争准备情况尤其是士气的一贯看法。一直到１９４５年苏联对日正式宣战之前，日本再也未敢对苏联主动发起进攻。

哈拉哈河战役结束后，日本关东军司令官和司令部参谋长二人因作战不力被撤职，而策划这次入侵事件的日本平沼内阁也于同年８月２５日垮台。