Осажденные использовали передышку, чтобы укрепить оборону. В штабе Чу Лицзяна имелись офицеры, окончившие академию германского Генерального штаба, теперь они получили возможность применить свои познания на практике. Были отрыты окопы, оборудованы пулеметные гнезда и позиции для артиллерии. У китайцев было до сорока орудий, в том числе горные, и несколько десятков пулеметов; Азиатская дивизия могла противопоставить им одну пушку и один пулеметный взвод. По численности она уступала столичному гарнизону в лучшем случае вдесятеро.
Ургу занимала многотысячная, хорошо вооруженная и экипированная армия со штабами, автомобилями и полевыми телефонами, а под командой Унгерна было не более восьми сотен оборванных полуголодных всадников с ограниченным запасом патронов, тем не менее утром 2 ноября он вновь подошел к столице Халхи. В строй поставили всех нестроевых и всех раненых, способных держаться в седле.
Теперь, оставив Маймачен в стороне, Унгерн повел атаку с северо-востока, со стороны горы Мафуска. Первый приступ был отбит, тогда он с несколькими сотнями незаметно выдвинулся к центральным кварталам по руслу речки Сельбы, притока Толы, но выбраться из речной пади оказалось нелегко, гребни соседних сопок были прикрыты окопами. Китайцы встретили наступающих огнем. Сотни спешились, начались сменяющие одна другую изнурительные атаки.
Унгерн обычно находился в гуще боя, что приносило пользу отнюдь не всегда. Увлекшись, он часто переставал контролировать ход сражения в целом, и тогда общее руководство осуществлял Резухин. Скорее всего, так обстояло и на этот раз. Кто-то объяснял храбрость барона воздействием наркотиков, кто-то — «мистической верой в свое призвание». Он появлялся в самых опасных местах, причем без оружия, с одним лишь неизменным «ташуром» в руке. Толстая рукоять этой специфической монгольской плети служила ему средством воздействия на подчиненных. Ни шашки, ни револьвера Унгерн не носил, но не в качестве буддиста, как полагали некоторые, а из опасения в гневе пристрелить или зарубить кого-нибудь из своих. Это следовало из его же слов, хотя было мнение, что он «бравирует своей безудержностью». Безоружный, Унгерн острее ощущал и нагляднее демонстрировал собственную исключительность, служившую ему самой надежной защитой. Иногда, правда, на поясе у него висела пара ручных гранат, чтобы отбиться в случае внезапного нападения.
Из хаоса этих дней мемуаристы выделяют случай с прапорщиком Козыревым, командиром пулеметного взвода. Под начало ему отдали два оставшихся бесценных «кольта», он старался оправдать доверие, лез на рожон, и последние пулеметы тоже едва не были захвачены китайцами. Сам Козырев чудом не получил ни царапины. «Смотри! — предупредил его Унгерн. — Если ранят, повешу». Между тем бой продолжался, вскоре Козырева ранило пулей в живот. По виду рана была смертельной; Унгерн посмотрел на раненого и молча поехал прочь. В итоге Козырев все-таки выжил, дело забылось, но те, кто излагал эту историю, вполне допускали, что будь рана менее тяжелой, Унгерн способен был выполнить обещание. Шутил он крайне редко, сотни страниц воспоминаний о нем сохранили всего несколько мрачных острот, неизменно связанных с возможностью смерти тех, кто становился объектом его юмора. Вероятно, история с Козыревым — как раз такой случай, но грань между шутливой угрозой и готовностью привести ее в исполнение была настолько зыбкой, что не все могли отличить одно от другого.
На рассвете 4 ноября Бурятский полк в конном строю ворвался в Ургу со стороны Кяхтинского тракта; его отогнали, но днем китайская пехота почти всюду была сбита с высот и отошла на последнюю линию окопов перед храмами Да-Хурэ. Однако успех был непрочный, осажденные быстро подтянули к месту прорыва свежие силы, в том числе артиллерию, а Унгерн уже исчерпал все резервы. Очередная атака закончилась отступлением, перешедшим в бегство; командиры с трудом сумели собрать рассеянные сотни лишь после того, как они вышли из зоны огня. Снова посылать их в бой Унгерн остерегся, сознавая, что успеха все равно не будет.
Ходили слухи, что китайцы в панике начали готовиться к эвакуации, для победы хватило бы еще двух-трех атак. Это очень похоже на правду, поскольку именно тогда с помощью «особой машины» были испорчены все бумажные деньги, хранившиеся в местных отделениях китайских банков. Машина аккуратно вырезала из кредитных билетов номера серий, которые затем увезли и спрятали в другом месте — на тот случай, если денежная наличность достанется Унгерну.
Он узнал об этом три месяца спустя, а в тот день его положение стало невыносимым. Люди находились в последней степени истощения, у многих не было глотка воды смочить горло, не говоря уж о чае и горячей пище. В довершение всего после мокрого снегопада ударил мороз, на ночлеге и на позициях спешенные всадники буквально примерзали к земле. Теплой одеждой не запаслись, редкие счастливцы имели легкие шинельки; прочие довольствовались гимнастерками. Раненые умирали от холода. Патроны подошли к концу, и ночью Унгерн приказал отступать.