Теперь по приказу штаба фронта в небе постоянно висели наши разведчики и отслеживали все передвижения японской авиации, а зона радиолокационного обнаружения была построена в круговом секторе наблюдения.
Когда 20 мая 45 вражеских бомбардировщиков под прикрытием истребителей решили повторить налет на советские аэродромы со стороны озера Буир-Нур, то в воздух сразу поднялись все наши бомбардировщики. Истребители И-185 встретили японские бомберы прямо над линией соприкосновения, и те, побросав бомбы наугад, развернулись и пошли на свои аэродромы. Истребители прикрытия японских бомбардировщиков вступили в бой с нашими И-185. За полчаса вражеские истребители прикрытия расстреляли все боеприпасы, и также пошли также на свои аэродромы. Именно в этот момент из за облаков вывалились наши бомберы ДБ-3, что шли за японцами. Когда японцы увидели 60 наших бомбардировщиков, то сбивать их было уже нечем. Гордые самураи бросались под пулеметы башенных стрелков, стараясь таранить наши машины, но из десятка проведенных попыток камикадзе-тарана удалось сбить только 3 наших бомбардировщика, а остальные спокойно вывалили свой смертоносный груз на японский аэродром и, благополучно вернулись домой.
После этого случая советская авиация не позволяла японцам даже приближаться к своим аэродромам, хотя у противника многие пилоты за время войны в Китае получили право называться асами, но нашим ястребам удалось сбить еще 29 вражеских бомбардировщика.
20 мая наша авиация нанесла новый массированный ночной удар 80-тью бомбардировщиками ДБ-3 по четырем выявленным воздушной разведкой японским аэродромам, после чего вопрос ведения воздушной войны в небе Монголии был решен кардинально, полный разгром вражеской авиации на аэродромах базирования.
Всего в весенних воздушных боях японские авиационные силы потеряли 118 истребителей и 132 бомбардировщика.
Потери советской авиации оказались гораздо меньшими - 68 истребителей и 56 бомбардировщиков. Монгольские летчики, воевавшие на устаревших И-15бис потеряли 67 машин. После того как в ходе тяжелых воздушных боев японской авиации пришлось уступить господство в небе, монгольские летчики вновь приступили к несению боевого дежурства, в воздухе постоянно наращивая свое мастерство.
Не объявленная воздушная война в приграничном небе стала поводом для Москвы сделать первое официальное сообщение о военных событиях на Халхин-Голе. 25 мая 1940 года по советскому радио прозвучали слова: "ТАСС уполномочен заявить, а 'Новости с берегов Халхин-Гола' появились на страницах советских газет.
Японская сторона не делала большого секрета из того, что на границах Внешней Монголии и Маньчжоу-Го уже многие месяцы идут боевые столкновения войск Квантунской армии с советскими и монгольскими частями. Так, в прессе Японии стали регулярно появляться сводки о воздушных боях.
Ожесточенные бои в воздухе с участием сотен самолетов с обеих сторон, понесенные потери, исчисляемые многими десятками крылатых машин, стали своеобразной прелюдией не только к главным событиям на реке Халхин-Гол, но и к началу большой войны и они не замедлили начаться.
20 мая 1940 года группа неизвестных лиц под видом карельских повстанцев напала на советскую пограничную заставу, в течении двух часов шёл бой, а после того как подошли резервы с пограничной комендатуры 'повстанцы' отошли на финскую территорию и попросили политического убежища.
Советское руководство в ультимативной форме потребовало от финнов выдать вооруженных преступников, но финны предложили рассмотреть спорный вопрос в Лиге наций.
После выступления нашего посла в Лиге наций с требованиями о наказании финского руководства Япония, тут же потребовала выдать преступников нанесших удар по Маньчжурским аэродромам, в результате чего погибло более 100 мирных граждан Маньчжуо-Го. Требование Японии поддержала Польша.
Но когда представитель СССР указал, что эти два события никак не связаны между собой и должны рассматриваться отдельно, после чего пригрозил военным вторжением на территорию Финляндии. Финское руководство пообещало выдворить вооруженных беженцев с территории Финляндии в любую соседнюю страну, однако задержать их и передать СССР финны отказались. И вот тут опять встряла Польша и предложила 'несчастным беженцам, восставшим против сталинских репрессий' предоставить политическое убежище на территории свободной Польши.