、从事细菌战研究的日本关东军防疫给水部，也就是我们通常所说的“731部队”，也偷偷摸摸地参与了进来，进行了他们第一次（也可能是少数几次）大规模的“实战应用”！据一些战后解密的资料和历史学家的研究，731部队的成员，曾在哈拉哈河战役期间，向上游水源中投放霍乱、伤寒、痢疾等致命病菌，或者通过飞机播撒带有病菌的跳蚤等媒介，企图通过这种惨无人道的细菌战，来削弱苏蒙联军的战斗力，挽回地面战场的颓势。这种丧心病狂、毫无人性的战争罪行，虽然因为各种原因（比如苏军提前获取情报，采取了严格的防疫措施、或者病菌投放的时机和效果不佳等），并没有在当时对战局产生决定性的影响。反而日军自己为保守秘密，对自己士兵没有任何告知导致其1300多人感染细菌而死亡，真是“吃鸡不成蚀把米”。
诺门罕战役，最终以日军的惨败而彻底告终。据估计，日军的伤亡人数高达五万多人（其中阵亡和失踪近两万人），精锐的第23师团几乎被打残，大量的武器装备被摧毁或缴获。而苏军的伤亡虽然也不小（约两三万人），但在战略上却取得了决定性的完胜。
这场发生在亚洲腹地不毛之地的激战，其影响是极其深远的：
它像一记响亮的耳光，彻底打醒了日本陆军内部那些鼓吹“北进”苏联的狂热分子。他们终于清醒地认识到，苏联红军远非他们想象的那样不堪一击，真要跟苏联全面开战，日本恐怕占不到任何便宜，甚至可能把自己给彻底搭进去。从此以后，“北进论”在日本军部内部彻底失势。
它使得日本军部内部，“南下派”的势力迅速抬头，并最终压倒了“北进派”。既然北边这条路布满了荆棘和陷阱，走不通了，那就只能掉过头来，把目光投向南边那些看似“软弱可欺”的欧美殖民地了。
它也间接地影响了后来的苏德战争的进程。因为日本在诺门罕被打怕了，所以当1941年6月德国“闪电”入侵苏联、希特勒一再催促日本从远东出兵夹击苏联的时候，日本军部始终犹豫不决，顾虑重重，最终没有下定决心出兵。这使得斯大林能够在莫斯科保卫战最危急的时刻，放心地从远东军区抽调了数十万精锐的西伯利亚师增援莫斯科，这些生力军的到来，对扭转莫斯科战局、并最终粉