3 июля, одновременно с наступлением группы Кобаяши на западном берегу реки, перешла в атаку и группа генерала Ясуока. Основной ударной силой японцев были 3 и 4-й танковые полки. Именно здесь произошли единственные за весь период боев на Халхин-Голе бои советских и японских танков. К утру 3 июля, помимо бронеавтомобилей 9-й мотоброневой бригады, на восточном берегу советские части имели 8 танков БТ-5 капитана Лукина из состава 2-го батальона 11-й танковой бригады (танки переправились на восточный берег примерно в 10 часов утра 3 июля).
В 12.00 танки вступили в бой с атакующими машинами 3-го танкового полка Квантунской армии. В результате двухчасового боя было уничтожено 5 японских танков, свои потери составили 3 БТ-5 подбитыми. В 18.45 4 танка БТ-5 взвода лейтенанта Алымова огнем с места подбили еще два японских танка, а в 20.00 прикрывая отход батальона 149-го стрелкового полка, этот взвод прибуксировал захваченный танк «Ха-Го».
Но еще более удачно действовали и бронеавтомобили 9-й мотоброневой бригады, подбившие 19 японских танков:
«3 июля в 11.10 разведчики 9-й мотоброневой бригады услышали шум моторов со стороны противника. Командиру разведбата было приказано выдвинуться на песчаный гребень и разведать, что за шум. Выдвинувшись, он лично обнаружил беспорядочное скопление до 60 японских средних танков, занимавших исходные позиции. Он решил немедленно открыть огонь взводом приданных 76-мм орудий. После нескольких выстрелов, приведших противника в полное замешательство, на одном из танков появился огромный флаг, с красным кругом посредине, и танки двинули в атаку. Находившиеся в движении 6 пушечных бронеавтомобилей повернули обратно. Артиллерийский взвод тоже погрузился и повернул обратно. Танки противника шли в атаку без пехоты. Они разбились на две группы и стали преследовать отходившие броневики в двух направлениях. Около 40 японских танков взяли направление на оборону разведывательного батальона 9-й мотоброневой бригады, где стояла одна рота пушечных машин БА-10 (12 штук. —
Танк отбуксировали тыл, а остальные танки уничтожили огнем из пушек броневиков».
К вечеру все атаки японцев на позиции советских частей на восточном берегу были отбиты, противнику удалось лишь чуть потеснить один батальон 149-го стрелкового полка.
4 июля атаки продолжались, однако уже не так активно. В 20.00 четыре БТ-5 лейтенанта Алымова неожиданно столкнулись с 11 японскими танками. В результате боя один танк противника был уничтожен, 3 «бетешки» получили повреждения (вернулись к месту сбора своим ходом). Судя по документам, это было последнее столкновение советских и японских танков на Халхин-Голе. 5 июля танковые полки были выведены из боя, а 9 июля они получили приказ о возвращении в Кунгчулинг.
Потери японских танковых частей были довольно большими: в 3-м танковом полку из 376 человек было убито 42 (в том числе 12 из 25 офицеров), 20 ранено и 2 пропало без вести, в 4-м из 565 погибло 28 (из них 3 офицера), ранено 44 и 3 пропало без вести. В бою погиб и командир 3-го танкового полка полковник Йошимару. Из 73 танков, участвовавших в атаке 3 июля, было потеряно 41 (по другим данным 44), из них 13 безвозвратно, 11 (14) было отправлено на тыловые рембазы и 17 отремонтировано в полевых условиях. В своих отчетах японские танкисты заявили о 66 подбитых танках (из реально имевшихся 8 БТ-5!) и 20 бронеавтомобилях.
После этих боев командир 4-го танкового полка полковник Тамада дал высокую оценку частям Красной Армии: