随后，关东军司令部命令炮兵司令官内山英太郎少将任总指挥，除了原已在战场上的野炮兵第13联队、独立野炮兵第1联队外，又增加了野战重炮兵第1联队（15公分口径榴弹炮16门），独立野战重炮兵第7联队（10公分口径加农炮16门），穆棱重炮兵联队（15公分口径加农炮6门）。
计新增加大口径火炮38门，加上原来两个炮兵联队的44门，共有火炮82门。
为了等待炮兵，日军约有半个月没有进行大规模的连续进攻，这样苏蒙军就有充裕的时间增加了部队、运来了物资、补充了装备、加强了工事。
内山英太郎的炮兵到达战场后，23师团确定继续进攻河东苏蒙军的日期为7月23日。担任正面主攻的为4个步兵联队，5个炮兵联队。
另外，安冈正臣的第1战车团和师团搜索队位于主攻兵团北侧约16公里的达克湖一带，担任北侧的警戒；伪满军的兴安师，位于主攻兵团南侧约8公里的744高地附近，担任主攻部队的南侧警戒。
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日军方面这次进攻，对炮兵的期望很大。
关于炮兵的任务，日军前敌指挥部要求在第1期效率射时，首先是消灭苏蒙军的炮兵和摧毁其军桥；接着是掩护步兵出击，和继续消灭对方的炮兵，预定射击持续时间两小时。
第2期延伸射击，步兵到达哈拉哈河东岸后，协助其进行扫荡；但重炮兵仍然执行消灭对方炮兵的任务，特别是对方新出现的炮兵，预定射击时间为1小时至1小时20分。
7月23日，天气晴朗，6时30分日军炮兵首先用野炮进行诱致射击，企图侦察苏蒙军各炮群的位置。
果然，苏蒙军进行了反击，日军炮兵情报队和升空的飞机，一一记载和通报了苏蒙军炮兵阵地的方位、距离。
根据这些数据，日军的炮群随即进行了效率射，隆隆之声震天动地，使苏蒙军的炮兵阵地上尘土飞扬，浓烟滚滚，当日军每门炮打完约两个基数的炮弹后，苏蒙军的炮火已开始沉寂，日军通过观察，预计对岸苏蒙军约有2个炮兵连已被消灭，5到6个炮兵连已被压制，因而命令在进攻出发地的各联队，一齐出击。
上午11时，受到炮群/射击鼓舞的日军步兵上万人群，象是决堤的洪水，齐喊着“大日本皇军万岁”，径直冲向苏蒙军的阵地。
然而转瞬之间形势骤变，原来沉寂的苏蒙军，其炮火突然遮天盖地地打来，在一线工事中的苏蒙军，以冲锋枪、轻重机枪、12.7毫米大口径的机枪、37毫米口径的机关炮与各种大口径炮及后来到达战场上的CБ轻轰炸机群相互配合，在阵地前组成一道炽热的“火墙”。
先头冲上来的日军人群，大部倒于这堵“火墙”之下，有的在尸群中挣扎。
这种突发性的局面，使日军的士兵、军官皆惊慌失措。23师团、第7师团，此时并未下达任何命令，但在横宽约12公里正面上的日军部队，因遭到苏蒙军强烈的反击，而均突然被迫自动停止进攻。
日军以半个月的时间进行准备，并特地增强了炮兵，竟得到这样的结果，矢野音三郎、小松原道太郎根据这样的突发情况，即令部队停止进攻。
同时，要求重炮兵将位置前移，直接摧毁苏蒙军的第一线工事，以便有效地支援步兵。
然而接下来的几天，日军同样没能取得什么有效的战果，反倒是部队损失极为惨重，尤其是战车部队几乎被全歼，无奈之下关东军司令部只得停止继续进攻。
而由于进攻接连受挫，前线部队损失惨重，关东军司令部与大本营存在已久的矛盾彻底的爆发了，这不但影响了东北前线的战斗，也影响了整个侵华日军，包括华北华中等地日军的动向。