Выполняя поставленную задачу, 9-я мотоброневая бригада, усиленная 4-м танковым батальоном 6-й танковой бригады, обошла высоту Фуй. Продвигаясь на юг, 23 августа она достигла Номон-Хан-Бурд-Обо, отрезав пути отхода северной группировке японцев на восток. На другой день наступления подразделения бригады при огневом взаимодействии с подразделениями 8-й мотоброневой бригады Южной группы замкнули кольцо окружения. При выполнении этой задачи 2-й танковый батальон 11-й танковой бригады, действовавшей совместно с 9-й мотоброневой бригадой, 22 августа разгромил японскую базу снабжения в районе озера Узур-Нур: была уничтожена автоколонна противника, подожжены склады ГСМ (горючего и смазочных материалов), боеприпасов и разбита артиллерийская батарея. Ликвидация этой базы в значительной степени нарушала снабжение японских войск.
Таким образом, к исходу 24 августа бронетанковые части завершили окружение противника, а стрелковые войска, совместно с танковыми подразделениями, продолжали расчленять вражескую группировку на отдельные, изолированные друг от друга, группы. В сложившейся обстановке было решено сжать окруженного противника плотным кольцом и концентрическими ударами последовательно уничтожить его сначала на южном, а затем и на северном берегу реки Хайластын-Гол. При этом часть сил должна была находиться на внешнем фронте окружения в готовности к отражению возможных попыток противника деблокировать окруженные войска.
Развернувшиеся южнее реки Хайластын-Гол стрелковые части совместно с 3-м и 4-м танковыми батальонами 11-й танковой бригады продолжали сжимать кольцо окружения. Однако уничтожить упорно сопротивлявшегося противника не удалось. Японское командование 24 августа предприняло попытку начать наступление двумя пехотными полками из района юго-восточнее Номон-Хан-Бурд-Обо. Это намерение противника было сорвано действиями 80-го стрелкового полка, оборонявшегося на внешнем фронте окружения, и 6-й танковой бригады. Все атаки противника 24 и 25 августа были успешно отражены. При отражении атак противника 3-й батальон 6-й танковой бригады действовал в боевых порядках пехоты, а 1-й и 2-й батальоны — на флангах 80-го стрелкового полка.
26 августа 6-й танковой бригаде была поставлена задача нанести удар двумя батальонами с флангов 80-го стрелкового полка. При приближении наступающих японцев к передовым позициям советской пехоты 3-й танковый батальон должен был отразить атаку противника огнем с места, находясь в боевых порядках стрелковых подразделений. Танковые удары по флангам атакующего противника оказались неожиданными и привели его к поражению. Танки огнем и гусеницами уничтожили противотанковые орудия противника и до двух рот пехоты. Понеся в трехдневных боях значительные потери, контратакующая группировка японских войск вынуждена была отступить.