27 августа до батальона японцев начали в беспорядке отходить на восток по долине Хайластын-Гола, но встреченные артогнем, частями 127-го стрелкового полка и 9-й мотоброневой бригады были частично уничтожены, а частично отошли на северный берег.
В этот же день группа пехоты с батареей пыталась выйти по тому же пути, но встреченная артиллерийским огнем в беспорядке отошла на северный берег, где была уничтожена 9-й мотоброневой бригадой.
В свою очередь, 82 и 57-я стрелковые дивизии перешли в наступление и к 12.00 27 августа вышли на южный берег Хайластын-Гола, соединившись с частями северной группы. К утру 28 августа все очаги обороны японцев на южном берегу Хайластын-Гола были уничтожены. Остался очаг на северном берегу, на высоте «Ремизова», наиболее укрепленный и отчаянно сопротивляющийся. Он был блокирован со всех сторон частями 601, 602, 602, 127, 293, 149, 24-го стрелковых полков, 5-й стрелково-пулеметной и 9-й мотоброневой бригад.
Остальные советские части занимали фронт вдоль границы, не допуская подхода резервов противника.
28 августа, после сильной артподготовки, 24-й мотострелковый полк взял высоту «Ремизова». После этого всю ночь и весь день 29 августа шли бои по уничтожению японцев, еще остававшихся в «лисьих норах» и блиндажах — приходилось с боем брать каждый окоп, японцы сопротивлялись отчаянно, в плен никто не сдавался.
В ночь на 30 августа различные по численности группы японцев пытались уйти из окружения, но уничтожались советскими частями. Одна из групп вышла ночью на слабо охраняемые тылы 9-й мотоброневой бригады и уничтожила 26 грузовиков с боеприпасами и другим имуществом.
Днем 30 августа еще продолжалась ликвидация остатков японских частей и только к утру 31 августа они были уничтожены полностью.
С 1 сентября советские войска приступили к организации охраны и обороны границы.
1-2 сентября на линии фронта велась ружейно-пулеметная и артиллерийская перестрелка. 4 сентября до батальона японской пехоты атаковали позиции 80-го стрелкового полка на высоте Эрис-Урнин-Обо, но были отбиты, потеряв 6 убитых и 2 пленных.
8 сентября 2 батальона японцев атаковали 8-ю роту 603-го стрелкового полка и к 8.00 окружили ее на юго-восточных склонах высоты Эрис-Улин-Обо. В результате контратаки 603-го стрелкового полка при поддержке разведывательного, танкового батальонов и артиллерии 57-й стрелковой дивизии японские части были отброшены, окружены и уничтожены к утру 9 сентября. Их потери составили 450 убитых, 4 пленных (из них 1 бывший белогвардеец), 8 станковых, 14 ручных пулеметов, 2 37-мм противотанковых орудия и 1 автомашина.
Последнее боевое столкновение на реке Халхин-Гол произошло 13 сентября, когда до батальона японцев атаковали позиции 8-й роты 603-го стрелкового полка, но были отбиты ружейно-пулеметным огнем.
15 сентября в Москве было подписано соглашение между СССР, Монгольской Народной Республикой и Японией, по которому все боевые действия в районе реки Халхин-Гол прекращались с 13.00 16 сентября.