華西列夫斯基下達了撤退的命令，150萬彈藥和燃油已經不多的蘇軍，放棄了已經“收回的領土”向赤塔方向撤退。
日軍指揮官山田乙三當機立斷，下令讓日本航空兵出擊，對撤退中的蘇軍以及蘇軍的運輸線進行大規模轟炸。
儘管蘇聯人的燃油已經不足，但因爲斯大林下令用運輸機給遠東的蘇聯空軍空運了一批航空汽油，因此蘇聯人的燃油還足夠他們的戰鬥機起飛維持制空權。其結果是，日本人的轟炸機在戰鬥機掩護下，興沖沖的撲向蘇聯軍隊，誰知卻碰到了起飛迎戰的蘇軍戰鬥機。興致高昂的日本航空兵，在蘇聯空軍面前又吃了一個大虧。
經過一番激烈的空戰，日軍被擊落了69架各種飛機，蘇軍僅僅損失了25架戰鬥機。
不過蘇聯人的燃油已經不能保證全部的戰鬥機起飛迎戰，面對鋪天蓋地壓過來的日本航空兵機羣，蘇聯空軍顧此失彼，結果是，他們保證了正在撤退中的地面部隊安全，卻無法顧及那些給撤退部隊運輸燃油的車隊。
一批日軍轟炸機趁着己方戰鬥機糾纏蘇軍戰鬥機的機會，在地面的中國特工引導下，對蘇聯人給地面部隊運輸油料的一支油車隊發起了轟炸。
塗着猩紅色膏藥標誌的日軍飛機冒着地面密集的高射炮火，不斷從高空俯衝下來，對公路上一輛輛滿載着柴油的油罐車進行了精確的俯衝轟炸。儘管有不少日軍飛機在半空中被蘇軍高射炮打成碎片，可是沒有中彈的日軍飛機，衝破綿密的防空火力網，不斷把炸彈投入到蘇軍的油罐車車隊之中。
公路上發生了劇烈的大爆炸，一輛輛塗着紅色五角星標誌的油罐車，被炸彈擊中，或者是被高空掃射下來的機關炮彈和燃燒彈擊中，騰起熊熊烈火，中彈的油罐車一輛緊接着一輛發生化爲巨大的火球。
頃刻之間，蘇聯人上千噸的柴油和汽油就被付之一炬。
原本，華西列夫斯基手頭所剩下的燃油，還能讓自己那150萬大軍的重型機械化武器撤退回到赤塔，結果他們的油車遭到轟炸，導致坦克、裝甲車、自行火炮和卡車都已經沒有燃油可以撤回赤塔。
而且很奇怪的是，蘇聯人好像從來就沒有炸燬自己武器的習慣。
蘇德戰爭中，德國繳獲的大批蘇軍坦克、裝甲車等重武器，大部分的繳獲都是蘇聯人自己丟棄的武器。有的武器是因爲沒有油料，有的武器是出了機械故障。於是蘇聯人在丟棄重武器的時候，大部分都是完好無損的。
事實上德國人也差不多，到了二戰後期，大批從東線戰場上撤退下來的德國虎式坦克因爲燃油不足，被德國人丟棄，結果那些坦克都完好無損的落在蘇聯人手裡。在西線戰場也一樣，德國人也丟了不少坦克給盟軍。
這樣的事情，連美國人都不會做，偏偏蘇聯人和後期的德國人會把武器丟給敵人。
這時候，曾經在蘇德歐洲戰場上發生的一幕在遠東戰場上又發生了：大批蘇軍坦克手、戰車兵和汽車兵，丟棄了那些完好無損，但已經沒有燃油的坦克、裝甲車、自行火炮、重型卡車、吉普車以及需要卡車牽引的重炮，跟隨着步兵一起，徒步返回赤塔。
其實也可也理解，因爲蘇聯空軍燃油不多，不可能給陸軍長時間護航。蘇聯的陸軍很快就要面臨着日軍大規模空襲，那些蘇聯人，首先想到的是士兵和一部分重武器，至於丟棄的武器，也沒時間去處理，還是逃命要緊。
日軍前線指揮官吉岡安直中將帶着獨立戰車第一旅團、第108師團、第123師團、獨立混成第131旅團等軍隊從後面追趕上來。
“報告司令官閣下！前面發現大批俄國佬的戰車和重炮！”一名日軍斥候兵軍官策馬而來向吉岡安直彙報說。
吉岡安直走到前面，拿起望遠鏡，他發現遠處確實有許多蘇聯人的坦克等重武器。不過令人奇怪的是，那些武器周圍似乎已經沒有人了，好像是被丟棄的武器。
“難道是俄國佬耍詐？”這是日本人的第一反應。
因爲無論是日軍還是中國軍隊，肯定不可能把完好無損的武器丟給敵人。因此吉岡安直對蘇聯人如此舉動覺得不可思議，他還以爲，蘇聯人是不是設了陷阱等着自己去踩。但他又捨不得漫山遍野的坦克、裝甲車、卡車和重炮。
於是吉岡安直決定，先派遣一小隊人馬去看個究竟。
結果那隊斥候兵回來之後，就向吉岡安直彙報了好消息：“那些俄國佬的武器，都是完好無損的！只是沒有燃油沒有彈藥了！也沒有人看守！我們估計，肯定是俄國佬油料和彈藥不足，把兩輛車的東西拼成一輛車，剩下的一輛丟掉了。”
一開始吉岡安直還不敢相信，後來他給山田乙三發了電報，說了這件事。
不久之後，日本大本營給吉岡安直回了電，說大本營給德國盟友發電詢問了此事，德國盟友說這些武器可以放心繳獲並利用起來！俄國佬在歐洲戰場也經常這樣乾的！
吉岡安直大喜過望，這才下令，讓日軍士兵放心大膽的去接收這些武器。
經過清點，日軍一共繳獲了蘇軍的t-34坦克160輛、kv-1坦克120輛、kv-2坦克48輛、bt-7快速坦克210輛、t-28中型坦克180輛、t-26輕型坦克240輛，此外還有大批的裝甲車、卡車和重炮。從清單上來看，蘇聯人丟棄的坦克大部分都是比較老的t-28坦克、kv-1坦克和較早期型的t-34-76坦克，他們先進的t-34-85坦克、85高射炮、喀秋莎火箭炮等武器，都盡力想辦法給帶回去了，留下的東西都不算太好。
不過對於日本人來說，有了這些繳獲可以說是大發了一筆橫財，要知道，蘇聯人的t-26坦克都已經足以對付任何一款日軍坦克了，更不要說這次還有繳獲到t-34和kv坦克。而蘇聯人的火炮，性能也比日本人的先進。蘇軍的152毫米榴彈炮，無論是射程還是精度，都超過日本人的150毫米榴彈炮。
儘管蘇軍丟掉的這些武器都沒有彈藥和燃油，不過日本人將會考慮，給這些武器配上自己生產的彈藥。
吉岡安直讓人送來燃油，把這些繳獲的武器送到後方去。隨後他帶着日軍，繼續追擊一路向赤塔撤退的蘇軍。
不過就在日軍追趕到赤塔附近的時候，他們卻遭到了蘇軍的頑強阻擊。
這時候的蘇聯人，沒有足夠的燃油和彈藥打一場進攻戰，可是他們打防禦戰的能力還是很強的。日軍進行了猛烈的炮擊和轟炸之後，成羣結隊的日軍步兵向赤塔方向發起攻擊。這時候，蘇聯人的防禦工事起到了顯著的效果。
蘇軍的各種工事堡壘中，不斷射出綿密的子彈，把瘋狂叫喊着衝上來的日本人大批射倒在血泊中；後線的蘇軍炮兵，以猛烈的炮火轟擊進攻的日軍人羣，炮彈砸在日軍後陣，把日軍的前陣和後陣之間炸開一道道空白區域。
日軍付出極大的代價，好容易纔有一個大隊突入蘇軍陣中。但蘇聯人隨即組織了大批手持波波沙衝鋒槍的士兵進行反擊，把涌上來的日本人趕了下去。
吉岡安直指揮日軍進攻了十多次，結果白白丟下了兩千多具屍體，而取得的戰果卻微乎其微，連蘇聯人的一道防線都未能突破。
山田乙三指揮部。
一名日軍通訊軍官來報：“報告司令官閣下！吉岡將軍來電，我們進攻赤塔失利！俄國佬還有很強的防守能力！請司令官閣下指示，我們下一步應該怎麼做？”
山田乙三想了想之後，回答道：“俄國確實是一頭龐然大物！要讓他們在短時間內徹底倒下，似乎不是很現實！我們現在應該是暫避他們的鋒芒，轉而繼續攻擊他們的後勤補給線。我想，那麼多俄國佬在遠東地區，他們能不吃不喝嗎？只要我們不去攻打堅固的工事羣和城市，我們在外圍襲擾他們，我相信他們支撐不了多久的！”
於是日軍改變了戰術，由攻擊赤塔轉變成迂迴截斷蘇軍的運輸線，讓在赤塔一帶的蘇軍無法從蒙古和貝加爾湖一帶獲得補給，然後再採取圍困的戰術，試圖把赤塔的蘇軍全部困死在孤城之中。
日本人的戰術很快就收到了效果：赤塔城內的糧食已經快支撐不住，退回到赤塔的150萬蘇軍，每天都要消耗大量的糧食，可是後面的糧食卻無法運進城內。
爲了避免被困死在孤城之中，蘇軍被迫向外圍的日軍發起了幾次大規模進攻。
就算是蘇軍彈藥已經不足的情況下，日軍的重武器和火力還是比不上蘇軍。不過日本人駐守陣地還算是有一套：他們用機槍、神槍手和擲彈筒來阻攔蘇軍步兵；對付那些碾壓過來的蘇軍坦克，日本人採用敢死隊的辦法來對付。日軍先用步兵阻斷蘇軍步兵和坦克之間的聯繫，然後日軍敢死隊再用炸藥包和汽油瓶，摧毀衝過來的蘇軍坦克。
在日本人的頑強阻擊之下，蘇軍的突圍計劃一次次宣告失敗。
聽說赤塔的蘇軍難以突出重圍，華西列夫斯基只好下令，讓城內的蘇軍固守，等待後勤補給線恢復，再由自己親自帶隊，率領在蒙古和貝加爾湖一帶的蘇軍前往赤塔救援。