1939年9月15日， 日本駐蘇大使東鄉茂德與蘇聯外交部長莫洛托夫在莫斯科會晤， 雙方簽訂了關於在諾門罕地區的停戰協定， 諾門罕戰爭結束了。 就在2天后， 蘇聯將履行與德國簽訂的《互不侵犯條約》的相關軍事條文， 入侵波蘭， 史達林的注意力已經不在遠東了。
儘管戰爭結束了， 但對於日軍戰爭參與人員來說， 他們的厄運還遠未結束。 日本裕仁天皇對於戰爭的結果極為不滿， 他一向認為無戰不勝的“皇軍”居然敗給了日本的宿敵——俄國， 這無疑是一個極大的恥辱， 他命令從日本軍部開始逐級追究責任，
時任陸軍參謀本部總長載仁親王乃是皇親國戚， 他是天皇裕仁的親叔叔， 天皇自然不好處罰他， 但其他人就沒那麼好運了。 參謀本部內， 次長中島鐵藏中將， 作戰部長橋本群中將， 被雙雙免職， 編入預備役， 直到二戰結束都沒有再複出。 陸軍省內， 力主對蘇作戰的陸軍大臣板垣征四郎中將被趕出中央， 作戰課長稻田正純大佐被降職到軍事學校做了副校長。
關東軍高層的處理辦法關東軍司令植田謙吉大將， 參謀長磯谷廉介中將被免職後編入預備役。 副參謀長矢野音三郎少將， 作戰課長寺田雅雄大佐， 作戰主任服部卓四郎中佐， 作戰參謀辻政信少佐被統統免職。
指揮諾門罕作戰的第6軍（集團軍編制）軍長荻洲立兵中將和第23師團師團長小松原道太郎中將被免職並退出現役， 負有直接責任的小松原更是在2年後被逼自殺而亡。 受傷的第23師團參謀長岡本德三大佐還沒等來他的解職令就在醫院裡被一位疑患有精神病的傷兵用一把戰刀給劈死了。
荻洲立兵中將
小松原道太郎中將
那些陣亡和被逼自殺的高級軍官堅守弗依高地的搜索支隊支隊長井置榮一中佐曾經從戰場上死裡逃生， 可現在卻被逼自殺而亡。 第8國境守備隊隊長長谷部理睿大佐， 只剩一隻胳膊的第23師團72聯隊聯隊長酒井美喜雄大佐， 也被逼自殺。
在這場戰爭中， 日軍陣亡或受重傷的大佐及大佐以上軍官數量相當多：戰車第3聯隊聯隊長吉丸清武大佐陣亡；第23師團首任參謀長大內孜大佐陣亡；被炸飛一條腿負重傷的第23師團71聯隊第2任聯隊長長野榮二大佐；斷了右腿， 差點被踩死的步兵旅團旅團長小林恒一少將；被坦克碾死的第71聯隊第3任聯隊長森田徹大佐；成了光杆司令的重炮兵聯隊聯隊長染穀義雄中佐自殺身亡；第23師團第64聯隊聯隊長山縣武光大佐和與其配合的野炮聯隊聯隊長伊勢高秀大佐在部隊被蘇軍團團包圍之後，
日軍的騎兵部隊， 他們應該屬於東八百藏中佐的搜索支隊， 最後被蘇軍坦克部隊全殲