1939年5月開始，遠東局勢紛亂複雜。
5月的那時，鬼子在諾門坎地區發起主動攻勢，還取得不小的優勢。這時候華北方麵軍已經向大本營申請了物資補充，從華南、華中戰場抽調運來了燃油、彈藥等部分戰備物資，開始籌備起對獨立支隊的4路圍攻準備；
此時，麵對獨立支隊的破襲作戰，第一軍、華北方麵軍直轄110師團均派出了部分援兵部隊，增援了各個據點，試圖打退獨立支隊的攻勢，恢複起正太鐵路的運輸；
6月的時候，朱可夫來到了諾門坎附近，開始集結兵力，儲運軍需，開辟野戰軍用機場。隨後蘇日雙方爆發了持續的空戰，500多架蘇聯戰機對陣300多架鬼子戰機，並逐步取得了優勢。6月底，鬼子在失去製空權後，逐步陷入了被動，坦克會戰也被蘇聯鋼鐵洪流碾壓，關東軍開始被蘇聯暴揍。
也是在6月份，華北方麵軍已經籌備齊了足夠3個師團和一個旅團0.2個會戰份的物資，並做好了部隊抽調計劃，準備集結3個師團及1個旅團向獨立支隊發起全麵進攻，但卻被大本營忽然叫停。因為鬼子發現蘇聯反擊力度遠比想象的大，綜合判斷之下，鬼子天蝗和政府擔心蘇聯趁勢大規模進攻，不得不集結物資準備應變。
7月的時候，鬼子持續被蘇聯按照地上摩擦，無奈之下，鬼子調來了臭名昭著的731部隊，將22.5公斤傷寒、霍亂、鼠疫、鼻疽等細菌撒入了河水中，試圖感染蘇聯士兵，但結果卻是自家部隊一千餘人感染。於是鬼子開始在戰場休整，並從東北、華北調兵動了重炮兵聯隊及部分兵力。
也是在7月份，因為在諾門坎戰場上，在上千門大炮，數百架飛機及數百輛坦克的互相對攻下，雙方物資消耗極快。蘇聯抽調了數千輛卡車用於物資運輸工作以保障戰場，而按照大本營的命令，華北方麵軍的鬼子也將前期抽調準備進攻獨立支隊的物資儘數送往諾門坎地區，於是4路圍攻獨立支隊的計劃無奈向後延遲。
8月份，為了贏得勝利，鬼子不斷向諾門坎增兵，總兵力達到了7萬餘人，同時還包括500門火炮、182輛坦克和300多架飛機；而蘇聯軍以3個步兵師，2個騎兵師，5個裝甲旅，1個機槍旅，1個空降旅共計10萬餘人，包括800多輛坦克裝甲車、540多門大炮、以及515架飛機，形成了對鬼子的兵力和裝備碾壓。然後鬼子繼續被狠狠按在地上摩擦，這一次都被磨出血了，損失近萬人，各類重裝備損失殆儘。
為了挽回敗局，鬼子繼續抽調部隊，除了從關東軍抽調兵力外，還從華北地區抽調了第5師團（駐青島），第14師團（駐河南開封、新鄉），野戰重炮兵第9、第10聯隊，速射炮9個中隊，16個野戰高炮隊，1個飛行戰隊，22個汽車中隊以增強諾門坎地區。
也是在8月份，華北方麵軍司令彬山元、第一軍司令梅津美治郎看著華北部隊被抽調北上的命令，看到被獨立支隊破襲各處紛紛告急的電報，簡直是欲哭無淚，無語凝噎，已經擺在書桌上好幾個月的4路圍攻計劃無奈繼續推遲。
9月3日，鬼子大本營才緊急叫停了關東軍的攻擊計劃，準備停戰認輸。
至此，這場改變鬼子戰略方向的戰役才慢慢結束。
根據後世統計（說法不一），此戰鬼子陣亡了1.8萬人，受傷3萬餘人，傷亡達到了投入兵力的一半還多，而包括飛機、坦克、大炮在內的各類重裝備和燃油彈藥物資損耗嚴重。從此，鬼子患上了恐蘇症。
……
這場持續了3個多月，發生在當時中國境內的戰役，深刻影響了後續的二戰進程，也為張雲和獨立支隊多爭取了3個月的時間。