苏军远东方面军司令加伦指挥经验丰富，但到张鼓峰前线不久，斯大林便对他失去了耐心。在斯大林的援意下，远东方面军编成步兵第39军，原远东方面军参谋长施特恩被任命为第39军军长，全权指挥张鼓峰一役，加伦转瞬之间便被抛于局外。

施特恩接到的绝密命令是：“实施猛烈的全线打击。”远东方面军及后贝加尔军区的所有苏军进入了完全战斗准备状态。

日军也增兵添将，全力以赴，但跟苏联人一比，仍然只是小巫见大巫。苏军新成立的第39军共拥有兵力2万3千人，机关枪有一千多挺，坦克火炮飞机的数量均在两百以上。这些数据里面，仅步兵和坦克，参战苏军就是日军的三倍。

有加伦的前车之鉴，新任军长施特恩哪敢懈怠，他一边继续对张鼓峰发动攻势和战术侦察，一边大规模调兵遣将，以便发动总攻。

（电影《突破》）

1938年8月6日，第39军用于张鼓峰的兵力集结完毕，在施特恩的指挥下，按计划对张鼓峰实施总攻。

张鼓峰是被河流相夹的一个狭长地带，西面是图门江，东面是哈桑湖，要从陆路登上张鼓峰，只能从北面的沙草峰和南面的52高地进出。施特恩以一个师搭配一个坦克营，分别从南北两面发动进攻。

苏军使用坦克为T-26轻型坦克，这种坦克因防护能力较差，所以一般不单独行动，主要用于支援步兵作战，中国在抗战中购买过一批，由此成立的机械化部队在昆仑关战役中曾给予日军以重创。

平原战是坦克的最佳舞台。张鼓峰虽是丘陵，但坡度不大，坦克车辆在行驶中障碍很少，这使得T-26火力强、速度快的优点得到了充分发挥，日军前沿阵地的胸墙因此被坦克炮打成了锯齿形状。

（电影《突破》）

继坦克之后，飞机也找到了机会。到下午四点，连日罩于张鼓峰一带的浓雾逐渐消散，苏联空军趁机对张鼓峰和沙草峰进行反复轰炸，重型轰炸机出动超过两百架次，到最后，连张鼓峰峰顶上那块著名的刀形岩石都被炸得粉碎。

防御张鼓峰的日军蒙受了极大压力。在日本陆军的辞典上，关于防御有两种军事用语，一种叫做攻势防御，或称决战防御，是以攻为守，逼迫对方进行决战，但是尾高的大规模迂回计划遭弃，也就意味着攻势防御没了可能。

第二种就是专守防御，说得难听一点，等于缩在乌龟壳里被人揍。要是第19师团有乌龟壳就好了，不幸的是他们根本没有。士兵穷极之下，连手榴弹和石块都用上了，仍然无法阻止苏军的突进。

夜幕降临后，苏军的飞机坦克作用减弱，尾高急调两个大队至山顶增援，通过发动夜袭，才把已进至山顶的苏军驱走。