1939年5月12日。约七百名外蒙军在诺门坎以西渡过哈拉哈河，进入伪“满洲帝国”境内，与满军发生冲突。驻守该地区的日本关东军第23师团立即前往支援，苏军也赶来为蒙军助战，引发了历时五个多月的日、苏诺门坎之战。
诺门坎之战上演了一出由日、苏军在中国领土上，为各自扶持的割裂中国的所谓“国家”反击“侵略”的滑稽戏。但是，它却引起了中、日、苏、德、意等国外交关系的新变化，并由此加剧了日军对中国战争的专一性、残酷性。
关东军司令官在得到大本营陆军部闲院宫参谋总长的认可下，决定膺惩并粉碎苏蒙军的侵略行为。为第23师团增调了两个坦克联队和第7师团一部兵力，并以步兵十三个大队，反坦克炮一百一十二门，坦克七十多辆，汽车四百辆和一个飞行团协同，准备反击
关东军司令官得到陆军省部的同意，又得到大本营陆军部参谋总长的认可，实际上就是天皇的默许，便立即象一匹脱缰的野马一样奔腾起来。6月27日，突然出动大批机群，对塔木斯克进行闪电袭击，击落击毁苏军飞机一百二十四架。日军飞机仅有四架失踪，其实毫无损伤。
7月2日夜。 关东军以第23师团主力和其他配属部队，强渡哈拉哈河，以锐不可挡之势，席卷苏蒙军西翼。在一望无际的大草原上，与苏蒙军残酷厮杀。苏军以优势的重炮和坦克群堵住日军，并将其打回哈拉哈河右岸。
7月下旬，日满军再次发动大规模攻势，却没有撞开苏蒙军防线。双方再度处于相持状态。 日本中央统帅部不把苏联放在眼里，决心对其“侵略行为”予以痛击。其实，这些行动都源于有日、德、意三国的防共协定为坚强后盾。可是，当日军在诺门坎同苏军杀得两眼发红的时候，三国协约的盟兄“大哥”希特勒德国，却与斯大林在莫斯科进行十分暖昧的政治、经济和军事方面的交易，希望与斯大林结成秘密军事同盟，共同瓜分波兰的领土。
苏联为了在波兰问题上得到实惠而与德国结盟，便使用巧妙的手腕：在与德国谈判的同时，又与德国的死对头英国和法国进行军事谈判，让德国和英法两方都感到，弄不好俄国人就会倒向敌人那边去。于是，苏联方面获得了左右逢源的局面。
希特勒一改常态与斯大林密谈，还有另外一个原因，就是对轴心国的另两个小兄弟感到失望。希特勒要征服世界，知道与苏联和英、法部不免一战，因此，他在主盟圈定轴心国的“革命对象”时，将苏联列为头号，日本和意大利方面对此毫无异议。但是，当希特勒把英、法也列为轴心国的“革命对象”，并要求日意两国承担对英、法作战的军事义务时，两个小兄弟就不那么情愿了。
意大利不情愿的原因暂且不提。而日本不情愿，却是因为国内有强大的反对势力。1939年初，内阁首相平沼骐一郎召集陆相板垣征四郎、海相木内光政、外相有田八郎和藏相石渡太郎，前后举行十多次五相会议（内阁最高级会议），讨论是否紧随希特勒参与未来的欧洲大战问题。结果以海相为主，外相和藏相赞同，坚决反对为了一个远在天边的希恃勒，而与远在天边的英国和法国为敌。但是实力雄厚的陆军方面却针锋相对，坚决主张为了轴心国的真诚团结，以希特勒的“革命对象”为敌人。
平沼首相不顾海军方面和外相、藏相的坚决反对，倒向陆军一边，以政府名义向德国回话：“在欧洲发生战争时，日本保留进入战争状态。”这样，平沼内阁就把自己的政治前途押在了希特勒日后是否讲信用，与日本共同反苏上面。
但是，当平沼内阁表明自己态度之后，才发觉希特勒德国正与苏联偷偷摸摸地搞友好密谈，而且还传出风声，德、苏两国要结成同盟，签订互不侵犯条约。 此时正值诺门坎战事进入。日本方面认为，德、苏间即使签署最小范围的协定，都将是对日本的无耻出卖。因为只要德国与苏友好，哪怕是暂时的，实际上就解除了苏联西线的压力，苏联就会集重兵于远东对付日本。
日本驻德大使大岛发现，如同当初希特勒把远东的中国和日本放在一起掂量，认为日本有实力而抛弃中国一样，现在希特勒又把日本和苏联放在一起掂量，认为苏联更有实力。因此，在德国政府内，普遍开始实施抛弃日本，转而积极与苏联结盟的策略。
平沼内阁为了阻止德、苏勾结，急中生智，也耍弄起外交手腕以制约希特勒。日本突然转而与英国套近乎。于7月15日开始，日、英双方外交官在东京谈判，处理因天津租界发生的一些不愉快事件。7月24日，达成一致意见，日、英两国政府同时发表内容相同的声明。
这样，日本方面响亮地回击了希特勒勾结苏俄的行为，同时，又达到了孤立蒋介石的目的，而邱吉尔首相却以搞远东慕尼黑，牺牲中国利益，也实现了他不可靠人的目的。最后，吃亏的是中国人。
1939年7月11日。日本驻意大利大使白鸟向国内报告，德、苏已结成军事政治同盟，“分割波兰”，“德国放弃与日本的同盟，将日本排除于轴心以外。”