在此前的戰斗中，蘇軍坦克80%的損失是由日軍步兵的肉彈攻擊導致使用汽油的發動機油箱著火造成的，朱可夫為此早就請求莫斯科盡快將更換的柴油發動機運往前線。在休整期間，來自國內的柴油發動機終于來到了諾門坎前線。前線的機械修理營開始日夜加班，趕在新戰斗之前順利地完成了坦克發動機的更換工作。不但如此，蘇軍還在坦克的要害部位加裝了綱絲網，這樣日軍士兵再也無法輕易將反坦克手雷或集束手榴彈投進蘇軍坦克的要害部位了。
7月18日，關東軍在諾門坎前線召開了會議，討論下一步的作戰方案，會議上炮兵和步兵很快發生了激烈爭執。小松原主張仍以步兵夜襲為主要攻擊手段，炮兵負責火力壓制和支援。而關東軍炮兵司令內山英太郎少將則主張以炮兵攻擊為主，等炮火將蘇軍陣地完全摧毀后再由步兵去打掃戰場即可。第二十三師團的小林少將等步兵指揮官支持小松原，重炮旅團指揮官畑勇三郎少將又站在內山一邊。兩派各執己見，會議吵成了一鍋稀飯。
只有空軍指揮官嵯峨徹二中將坐在旁邊一言不發。空軍之前空襲塔木察格布拉格之后挨訓受了委屈，之后的幾次出擊又損失慘重，嵯峨中將知道這次孤注一擲的步炮協同攻擊自己肯定還是要出場的。但不管炮兵先上還是步兵先突擊，跟咱關系都不大。只要確定了攻擊時間飛機準時來應場就是了，現在懶得跟你們費舌頭。
最后還是要關東軍司令植田謙吉大將來裁決。植田考慮到既然整個關東軍的重炮部隊都到了前線，還是先讓炮兵顯示一下實力為好，況且之前步兵的表現也實在差勁。老奸巨猾的植田自有他的小算盤：讓重炮部隊充分施展一下，萬一不成功也可以對東京有所交代，這不重炮兵上去也不行嗎？再說前線步炮部隊光編制就有十幾個之多，如果搞步炮協同也會很困難，不如讓炮兵打光炮彈后再進攻。于是他批準了內山少將的作戰計劃，小松原有意見，那就暫時保留吧。
小松原無奈只能表示服從。他也在為自己找退路：都是你們的主意，我不過是按你們的說法執行而已，就是打輸了也不能怨我。
由于重炮的彈藥儲備還沒有最后完成，總攻的時間只能推遲到四天后的7月22日早上6：30。
就在會議就要結束的時候，幾發蘇軍的150毫米加農炮炮彈落在了會場附近。一輛炮兵的彈藥車被炮火擊中引發連環爆炸，13個日軍炮兵被炸得飛上天空，落下來的時候已經沒了人形。剛才這炮彈要是落在指揮部里那大家直接就去靖國神社了，——不祥之兆瞬間籠罩了整個指揮部。
這也是朱可夫安排的積極防御措施之一，利用蘇軍遠程火炮不斷攻擊日軍的后方目標。蘇軍150毫米加農炮的射程遠達30公里，足可以打到位于將軍廟的日軍前線指揮部。將軍廟之前幾乎每天都會遭到蘇軍遠程火跑的打擊，但造成如此嚴重傷亡的還是第一次。
大戰在即，關東軍對前線作戰部隊進行了大規模的慰問活動，增發了奶糖、餅干、羊羹等慰問品，軍官們還領到了許久不見的清酒和啤酒。領導們還有一項讓當兵的嫉羨不已的待遇，可以輪流去海拉爾度假。日軍兵站還特意指定了幾家妓館和飯店專門招待前線回來度假的日本將佐。去前線送死之前還是先風流快活一把吧。
已經到了7月22日這一發動總攻擊的原定時間。可惜天公不作美，諾門坎上空彤云密布，淫雨霏霏。重炮部隊的前線觀測哨根本無法提供準確的射擊方位。就在炮兵指揮官內山少將通知小松原要推遲炮擊時間等待天氣好轉時，第二飛行集團的嵯峨徹二中將也發來了消息，由于天氣原因飛機不能按時起飛，預定的空中支援順延至天氣好轉開始。
話說的輕巧，你說順延就順延？小松原指揮的步兵集群已經提前都進入預定攻擊陣地了。幾萬人的移動很難逃過蘇軍的空中偵察，蘇軍很快就知道了日軍大規模移動的情況。朱可夫根本沒想到日軍這次是想搞一次“炮戰”，以為日軍的手段還是夜襲，于是下令炮兵實施干擾性打擊。剎那間蘇軍的遠程加農炮、榴彈炮，師屬山炮野炮，連團屬的步兵炮和迫擊炮都加入了轟擊的行列。由于炮多且彈藥充足，蘇軍炮兵的三道火網對凡是懷疑藏有日軍的地方都是一通亂轟。打不打死人不論，砰砰啪啪熱鬧非凡，先嚇唬嚇唬你再說。
前線集結了這么多的隊伍，隨便扔幾炮就能炸死人，何況是這種還算密集的轟炸。一些步兵中彈身亡，更多人是被蘇軍的炮彈活活震死在草草挖成的散兵坑里。日本工兵所帶的作業工具全被炸毀。第七十二聯隊第二大隊的陣地最慘，一天下來1200人只剩下了260多人。
悶頭撅腚死挨炮這算啥事呀？各步兵聯隊紛紛要求小松原命令炮兵進行反擊，給步兵減輕點蘇軍火炮的壓力。但炮兵部隊拒絕還擊，內山少將的理由很充分，盲目還擊不但不會取得好的效果，反而會暴露自己的炮兵陣地，招致對方有的放矢的打擊。還有一個原因內山沒好意思明說，日軍的炮彈數量十分有限，尤其是那些重炮炮彈本來就沒多少，一枚枚都要用到最關鍵的地方去，絕對容不得一點浪費。實際上資源貧乏的日本就是欺負欺負貧弱的中國還怪威風，面對軍事大國他們根本打不起消耗戰。
到了晚上雨收云隱，月朗星稀。蘇軍的轟炸機趁著夜色也來湊熱鬧，又有不少日軍士兵被炸死在黑暗之中。
還好7月23日天氣依然晴朗。清晨6：00，關東軍第二飛行集團的58架九七式轟炸機和護航的中島式戰斗機按預定時間來到諾門坎上空，準備對陸軍實施空中支援。不想蘇軍卻一下子出動了200多架戰機，瞬間便形成了對日本轟炸機的圍殲之勢。盡管日軍飛行員單兵作戰能力并不輸于對手，但是猛虎難架群狼，1:4的數量劣勢使得日機往往顧此失彼，一架架的日機被相繼擊落，制空權已完全落入了蘇軍手中。
6：30，日軍炮兵開始進行試探性射擊，試圖引誘蘇軍重炮反擊以測定對方的具體方位。蘇軍也不是傻子，日軍炮火零零星星打了一個多小時，蘇軍的重炮依舊是不聲不響。只有前沿部隊的團屬迫擊炮和小口徑榴彈炮偶爾不服氣地回罵幾句。
先沉不住氣的反倒是內山少將。上午8：00，他下令所有的重炮一起開火，之前日軍偵察氣球已經偵察出很多“疑似”的蘇軍重炮陣地，由于之前蘇軍沒有還擊，只好將懷疑的地方統統轟上一遍。
日軍炮彈遠不如蘇軍充足，可內山少將已經得到了關東軍總部的許可，今天的炮擊每門炮可以打足五個基數。由于生產能力和資源限制，日本的軍工部門無法為前線提供充足的炮彈，以前炮兵作戰打足一個基數的情況已很罕見，這回一次打足五個基數也是日本陸軍戰史上的第一次。
