Овладев высотой Фуи, Северная группа продолжала наступление в юго-восточном направлении.
В то же время 9-я мотоброневая бригада, получив усиление — 2 роты пограничников на автомашинах и стрелково-пулеметный батальон 11-й танковой бригады, — 23 августа достигла Номон-Хан-Бурд-Обо и отрезала пути отхода северной группировке японцев на восток. На другой день бригада вошла в огневую связь с частями 8-й мотоброневой бригады Южной группы, замкнув таким образом кольцо окружения противника.
Не менее напряженные бои в первом периоде операции вели наши военно-воздушные силы, оказывая большую помощь наземным войскам. За один только день 21 августа бомбардировщики советской авиации произвели 256 самолето-вылетов по районам озера Узур-Нур, Номон-Хан-Бурд-Обо, Джин-Джин- Суме, озера Яньху, Ганьчжур и по железной дороге Халун-Аршан — Ганьчжур. Они сбросили свыше 86 000 кг авиабомб различных калибров.
Таким образом, уже в конце первого периода операции наши подвижные соединения завершили окружение противника. Стрелковые части, взаимодействуя с танками и авиацией, прорвали передний край и расчленили всю оборонительную систему японцев на ряд потерявших между собой связь очагов, которые успешно ликвидировались наступавшими войсками.
К 24 августа у японцев оставались еще три крупных узла сопротивления. Первый находился на северном берегу реки Хайластын-Гол, в районе высоты Ремизова; второй и третий — на южном берегу, в районах сопки «Песчаная» и высоты «Зеленая».
В своем приказе командующий 1-й армейской группой на 24 августа поставил войскам задачу — ликвидировать остатки южной группировки противника и подготовить исходное положение для наступления и уничтожения японцев севернее реки Хайластын-Гол.
Для этой цели он приказал командующему Южной группой объединить действия 57-й и 82-й стрелковых дивизий, обеспечивая себя с востока 80-м стрелковым полком, а также 8-й мотоброневой бригадой и 8-й кавалерийской дивизией Монгольской Народно-революционной армии, атаковать и полностью уничтожить противника южнее реки Хайластын-Гол.
К исходу дня Южная группа должна была подготовить выход 57-й стрелковой дивизии с 603-м полком 82-й стрелковой дивизии на северный берег реки Хайластын-Гол.
36-й мотострелковой дивизии в течение 24 августа надлежало подготовиться к наступлению 25 августа на северную группировку японцев, организовав взаимодействие с соседними частями Северной и Южной групп.
Северная группа получила задачу выйти в район «Пески Дальние» и, войдя в непосредственную связь с левым флангом 36-й мотострелковой дивизии и с правым флангом 9-й мотоброневой бригады, также быть готовой к наступлению против северной группировки врага.
Таким образом, идея решения командующего 1-й армейской группой состояла в том, чтобы, обеспечивая частью сил извне действия главной группировки, плотным кольцом сжать окруженного противника и концентрическими ударами последовательно уничтожать его сначала на южном берегу Хайластын-Гола, а затем и на северном.
В течение 24 августа 57-я стрелковая дивизия продолжала успешно ликвидировать остатки опорных пунктов японцев. К исходу дня ее 127-й стрелковый полк уже вышел непосредственно на южный берег реки Хайластын-Гол, войдя в связь своим правым флангом с 8-й мотоброневой бригадой; 293-й полк также продолжал успешно продвигаться на север. Однако на участке Центральной группы 82-я стрелковая дивизия не смогла добиться успеха. Японцы, стянув в район сопки «Песчаная» и высоты «Зеленая» все остатки своих сил и огневых средств, находившихся на южном берегу Хайластын-Гола, оказывали упорное огневое сопротивление.
На участке Северной группы 9-я мотоброневая бригада, успешно ведя бой с противником, прочно заняла район Номон-Хан-Бурд-Обо.
Бой 24 августа проходил в условиях сильной жары. Температура на градуснике днем достигла отметки 40 °C. Палящее солнце и беспощадный зной сдерживали натиск и без того утомленных батальонов. В штаб Жукова стали поступать доклады о необходимости передышки в ходе наступательной операции. Однако комкор Г. К. Жуков был категоричен: продолжать наступать. Он опасался, что к месту прерванного сражения могут подойти свежие войска японской Квантунской армии.
Чтобы разорвать кольцо окружения и оказать помощь своим частям, японское командование 24 августа предприняло наступление юго-восточнее Номон-Хан-Бурд-Обо двумя полками 14-й пехотной бригады, подошедшей с востока. Удар противника извне оказался направленным на 80-й стрелковый полк, который занимал оборону по северо-восточной кромке «Больших Песков». Полк стойко выдержал все атаки врага и нанес ему своим огнем значительные потери.
25 августа противник вновь перешел в наступление, нанося удар в стык между внутренними флангами батальонов 80-го полка. Атака японцев сопровождалась массированным налетом авиации. Враг напрягал все усилия, чтобы деблокировать окруженную группировку.
Но и на этот раз он не имел успеха. В помощь 80-му стрелковому полку из резерва были выдвинуты 6 -я танковая бригада и 1-й полк 82-й стрелковой дивизии.
В период с 24 по 27 августа 6-я танковая бригада участвовала в боях совместно с 80-м стрелковым полком, прикрывая Южную группу наших войск с востока. В ходе проведения контратаки противник допустил ряд тактических просчетов, оставив свои фланги открытыми. Это обстоятельство дало возможность широкого маневра для наших танков, которые с флангов расстреливали наступающих, не переходя в атаку. За двое суток боев противник понес большие потери и вынужден был перейти к обороне.
26 августа командующий Южной группой решил контратаковать наступавшего противника, чтобы окончательно ликвидировать его попытки деблокировать окруженную группировку. Эта задача была возложена на 6-ю танковую бригаду. Свой удар танки должны были нанести двумя группами из-за флангов 80-го полка и в такое время, когда японцы, начав атаку, приблизятся к его расположению.
26 августа наши войска атаковали японцев с флангов силами одного стрелкового батальона, трех танковых и двух стрелковых рот. Противнику был нанесен большой урон, но он упорно сопротивлялся. Потеряв 2 танка сгоревшими и 6 подбитыми, наши части отошли на исходные позиции.
Сильным артиллерийским огнем противнику удалось остановить наступление левой группы наших танков, но правая группа, перейдя в атаку неожиданно для врага несколько позднее, подавила противотанковую артиллерию японцев, а огнем и гусеницами уничтожила свыше двух вражеских рот.
Понеся большие потери в трехдневных боях, противник был окончательно деморализован ударами наших танков и после 26 августа прекратил атаки.
К исходу 26 августа стрелковые части Южной и Северной групп еще более прочно сомкнули кольцо окружения японских войск, окончательно отрезав им все пути отхода на восток.
В то же время наша авиация сильными ударами с воздуха эффективно преграждала подход к району боевых действий новых резервов врага. Только за два дня (24 и 25 августа) наши бомбардировщики произвели 218 самолето-вылетов, подвергнув сильной бомбардировке районы Номон-Хан-Бурд-Обо, озера Узур-Нур, Халун-Аршана, Джин-Джин-Суме и станции Нуфынтай, сбросив 96 000 кг авиабомб; истребители провели 10 воздушных боев, сбив с 24 по 27 августа 74 самолета противника.
Между тем внутри кольца шла ожесточенная борьба. Противник, надеясь получить обещанную помощь, продолжал оказывать яростное сопротивление.
К 27 августа части 57-й и 82-й стрелковых дивизий, сжимая кольцо окружения, полностью блокировали японцев, оборонявшихся в районе сопки «Песчаная» и высоты «Зеленая».
В то же время на северном берегу Хайластын-Гола наши части с трех сторон вели концентрическое наступление на высоту Ремизова.
С запада и юго-запада наступали 24, 149-й стрелковые полки 36-й мотострелковой дивизии и 5-я стрелково-пулеметная бригада, с севера — 601-й стрелковый полк 82-й стрелковой дивизии; с востока наступала 9-я мотоброневая бригада, прикрывшись со стороны границы стрелково-пулеметным батальоном 11-й танковой бригады, двумя ротами пограничников и 212-й авиадесантной бригадой.
Приказом командующего 1-й армейской группой 27 августа войскам была поставлена задача окончательно уничтожить окруженного противника. Для выполнения этой задачи частям Северной группы приказывалось совместно с 36-й мотострелковой дивизией занять исходное положение не дальше 700– 1000 м от подножия высоты Ремизова и после мощной трехчасовой артиллерийской подготовки