С 29 по 31 августа 1939 года советские войска продолжали давить очаги японской обороны внутри «котла» на восточном берегу реки Халхин-Гол. Японцы защищались с отчаянным упорством смертников, а их авиация изо всех сил пыталась помочь окруженным, но ее атаки уже не приносили успеха. Утром 29 августа 70 И-16 и 25 И-153 перехватили группу из девяти бомбардировщиков и 20 истребителей, сбив четыре истребителя Ки-27 и один легкий бомбардировщик Ки-30. Наши потери — один И-16, пропал без вести летчик Попов.
На следующий день 88 И-16 и 25 «Чаек» атаковали над сопкой Номон-Хан-Бурд-Обо очередную девятку вражеских бомбардировщиков, шедших к линии фронта в сопровождении уже 40 истребителей. По докладам пилотов, было сбито 18 Ки-27 и два бомбардировщика ценой потери одного И-16.
Японцы признали потерю 29 и 30 августа десяти машин, в том числе одного бомбардировщика. Таким образом, реальное соотношение потерь было 10:2 в нашу пользу. Известно, что 29 числа в воздушном бою погиб старший сержант Тадаси Кикути из 24-го истребительного сентая, а 30-го — старший сержант Кацутоси Като из 1-го. Всего же к богине Аматерасу за эти два дня отправились шестеро японских летчиков, еще трое получили ранения.
Финальная точка в сражении была поставлена 31 августа, когда части Красной армии завершили разгром окруженной японской группировки. В последний день лета наши летчики заявили об уничтожении 21 истребителя и одного бомбардировщика при потере одного И-16. Японцы — о 20 воздушных победах и о потере трех самолетов вместе с пилотами. В тот же день по приказу Георгия Жукова на только что очищенном от врага восточном берегу Халхин-Гола началось сооружение двух передовых аэродромов для 60 истребителей.
Несмотря на прибытие на фронт 33-го истребительного сентая, численность японской авиагруппировки в районе Халхин-Гола за время советского наступления заметно сократилась из-за резко возросших потерь. Если в начале августа в распоряжении штаба Квантунской армии имелось примерно 210 боевых самолетов, то к концу месяца их осталось менее полутора сотен. Только за последнюю декаду августа официально признанные японцами боевые потери составляли 53 самолета, то есть почти треть от общего числа потерь за всю войну.
Для Токио такой расход матчасти являлся сверхкритическим, поскольку единственный на тот момент поставщик истребителей Ки-27 — авиазавод «Накадзима» выпускал лишь по одной машине в день. Советские потери за тот же отрезок времени составляли 38 самолетов: 14 И-16, 7 И-153 и 17 СБ.
Еще более тяжелым ударом для японцев стала гибель за те же 11 дней августа 33 опытных летчиков. Для сравнения, за предыдущие восемь лет войны в Китае безвозвратные боевые потери ВВС Квантунской армии в летном составе составляли всего 20 человек.
Подавленное состояние японских пилотов в конце августа 1939 года отразил в своих мемуарах один из немногих переживших войну имперских асов — капитан (позднее — майор) Ивори Сакаи:
«Это были самые тяжелые дни моей жизни. Ежедневно я совершал по 4-6 боевых вылетов и под вечер уставал так, что у меня темнело в глазах и при заходе на посадку я почти ничего не видел. Вражеские самолеты налетали на нас подобно огромной черной туче и наши потери были очень, очень тяжелы. Мой авиаполк потерял почти две трети первоначального состава. Мне как-то удалось выжить, хотя однажды после боя в моем самолете насчитали 50 пулевых пробоин…»
командующий советской авиацией на Халхин-Голе Я.В. Смушкевич демонстрирует командованию 1-й Армгруппы кусок обшивки сбитого японского самолета.
