日本政府开始通过外交途径收拾残局，9月9日苏日双方开始谈判，9月16日签署了《停战协定》。战争的结果，苏蒙军伤亡6000余人，损失78架飞机，113辆坦克；日军伤亡超过5万，战死的就有2万人，特别是作为“国宝”的第1战车师团几乎损失殆尽，连番号都给撤销了，日军装备损失是苏蒙军的5倍。而且大量日军军官阵亡，包括关东军第23师团参谋长，64、71、72联队长，第1坦克师团第3战车联队长，第2飞行集团第15飞行战队队长，这些人都是大佐，全部战死。日本国内报纸哀叹，大量高级军官如此集中伤亡，这是日俄战争以来所未有过的。