诺门坎位于今蒙古东方省的中蒙边境，距海拉尔以南约200公里，1939年蒙古军队与伪满军队在诺门坎发生冲突，后来日苏直接参战，史称诺门坎之役，1939年9月15日，日苏在莫斯科签订《诺门坎协定》，双方立即停战。

日俄战争后，日本与苏联是世仇，日本的咄咄逼人，对与中国东北有漫长国境线的苏联，也是一个潜在威胁。中苏之间，为了各自的国家利益，有联合抵抗日本侵略的可能。

1937年，日本全面侵华战争开始，当时中国独立作战，英、法忙于欧洲事务，自顾不暇，英国人与日本还在勾勾搭搭，不会卷入中日战事；美国孤立主义盛行，美国商人还在向日本出售废钢铁，出售军火。苏俄既遭受过日本侵略，又有再度遭受侵略的危险，抗日战争开始，为了摆脱孤军作战局面，中国曾经与苏联谈判，争取苏联对日作战。苏联的基本国策，无论在东方还是西方，是坐山观虎斗，坐收渔利。当然，抗战初期，苏联空军志愿队曾对中国进行过空中支援，一些苏联空军战士，牺牲在中国土地上。苏联也是当时卖军火给中国的国家之一。

苏联卖军火给中国当然有自身目的：第一，苏联卖军火给中国，可以取得硬通货。第二，苏联支援中国抗日，也是自救。有中国在，有中国抗日，日本不可能腾出手来“北进”。

苏联对中国这种规模不大的援助，使日本深为不安，深为不满：第一，它成为中国一个武器来源地。第二，使中国感到在国际上不是孤立的。第三，苏联虽然没有派地面部队参战，没有向日本宣战，但没有说保持中立，在苏中、蒙中边境部署重兵。既是苏联的自卫态势，也是对日本的威胁，这些部队既可以戍边，也可以向日本军队发起进攻。中国希望之所在，就是日本担心之所在，任何一个国家都不希望在两条战线上作战。在日本人看来，存在着苏联参战的可能。

1937年6月，日苏在干岔子岛发生冲突，日方击沉一艘苏军炮艇；1938年7月张鼓峰事件，日苏短兵相接，苏联牺牲大量人力物力后，取得“胜利”，这些都是日本人打出的探路石子，试探一下俄国人反应到何种程度。1939年，日本军国主义者在三个月内灭亡中国的企图成为泡影，在中国战场越陷越深。阻止苏联对中国援助，解除苏军对日军威胁，成为日本军政要员的头等大事。诺门坎事件就在这种背景下发生。

1939年4月，东条英机成为日本实力人物，解决苏联问题提上日程。1939年5月11日，蒙古军队在距海拉尔以南约200公里的诺门坎(位于今蒙古东方省的中蒙边境)与伪满军队发生冲突。15日，驻海拉尔日本关东军第23师团向蒙军发动进攻，拉开了诺门坎战事序幕。5月30日，日军参谋本部将第一飞行联队编入关东军，加强空中打击力量。6月中旬，日军大本营正式批准关东军扩大使用兵力于诺门坎地区的权限，任命关东军副司令官荻州立兵中将为前线总司令。他是日军高级将领中“北进”派代表人物之一。

5月21日，斯大林急召朱可夫赴克里姆林宫。朱可夫曾在1938年被派往中国，担任驻重庆苏军首席军事顾问，花了不少时间研究侵华日军作战特点，颇有心得。朱可夫知道苏军拥有的重型武器装备绝不亚于日军，苏军的主战坦克、自行火炮与歼击机的作战性能稍已见长，只要指挥得当，定能夺取胜利。

朱可夫接受出任驻蒙古苏军第一集团军司令的任命，并提出统帅部务必在一个月内从南欧、外高加索与白俄罗斯抽调两个坦克师、一个机械化炮兵师开赴诺门坎前线。此外，朱可夫还要求火速增加三个航空兵师和四个机械化防空炮团。斯大林同意了。次日，朱可夫飞赴伊尔库茨克，转飞贝加尔苏军司令部，约见蒙军将领，共同研究作战方略。

苏军参战的诺门坎之役，从1939年7月1日起，到8月中旬止，以苏蒙联军在战场上取得胜利而结束，是役苏蒙军仅伤亡6000余人，损失飞机78架、坦克113辆。日军则伤亡逾5万人，光是战死的就有2万余人，装备损失是苏蒙军的5倍。

1939年9月15日，日苏在莫斯科签订《诺门坎协定》，双方立即停战。日军大本营在战役后期撤换了关东军司令官植田谦吉陆军大将、参谋长矶谷廉介陆军中将；战争结束后一个月内陆续免去参谋本部次长中岛铁藏陆军中将、作战部长桥本群陆军中将及关东军司令部作战部长和所有作战参谋等将佐职务，将关东军内对苏“强硬派”一扫而光。