По официальным данным, опубликованным только в 1993 году, советские и монгольские войска на Халхин-Голе в период с мая по сентябрь 1939 года потеряли убитыми 6831 человека, пропавшими без вести— 1143, ранеными — 15 251 и больными — 2225 человек. В японский плен попало 89 советских и 1 монгольский военнослужащий. Таким образом, общие советские и монгольские потери погибшими составили, с учетом примерно 1 тысячи умерших от ран, около 9 тысяч человек. Всего в боях участвовало около 5 тысяч монгольских и около 120 тысяч советских воинов.
Им противостояли 76 тысяч японцев и маньчжур. Сухопутные войска Японии и Маньчжоу-Го потеряли 8629 человек убитыми, 9087 ранеными и 2350 больными. Потери в личном составе японской авиации достигли, по одним данным, 141 убитого и 89 раненых, по другим — 116 убитых, 65 пропавших без вести и 19 раненых. Поскольку из плена вернулось лишь 2 японских летчика, общее число убитых в японских ВВС скорее всего составило 179 человек.
В сентябре 1942 года в Хайларе был открыт памятник японским и маньчжурским военнослужащим Квантунской армии, погибшим к тому времени в войне. Из 10 301 имени, выбитом на памятнике, 9471 — это те, кто пал во время Номонганского инцидента. Из этого числа следует вычесть потери убитыми сухопутных сил — 8629 человек и ВВС — 179 человек. Тогда общее количество умерших от ран и болезней составит приблизительно 663 человека. В плен попало 160 японских и 44 маньчжурских солдат и офицеров. Общие же потери 6-й японской армии и поддерживавших ее авиационных частей убитыми, пленными, ранеными и больными достигли 20 264 человека (или 20 334, если принять более высокую цифру потерь ранеными в японской авиации). В 1201 пропавших без вести японцев вошли и так называемые «зомби». Некоторые военнослужащие испытали нервное потрясение от непрерывных артобстрелов и бомбардировок с воздуха и ушли в тыл. При этом они забыли свое имя, забыли, кто они и откуда. Позднее этих «зомби» включили в число убитых, хотя в действительности они со временем пришли в себя или были помещены в психиатрические лечебницы.
15 сентября 1939 года между сторонами было заключено перемирие. Советские войска на Халхин-Голе одержали победу, захватив почти всю спорную территорию и богатые трофеи. Отступая, 6-я армия оставила почти все свое тяжелое вооружение. Советские войска захватили 175 орудий, 115 станковых пулеметов, 225 ручных пулеметов и 12 тысяч винтовок. Однако по соотношению потерь в людях советскую сторону можно даже счесть проигравшей. Особенно если принять во внимание, что из-за недоучета в Красной армии безвозвратных потерь убитых в советских войсках на Халхин-Голе на самом деле могло быть не меньше, чем в рядах Квантунской армии.
Причины поражения японской армии на Халхин-Голе лежали в ее технической отсталости в сравнении с Красной армией. У японцев почти не было автотранспорта, а лошади были очень уязвимы. Например, в дивизии генерала Камацубары к началу боев было 2705 лошадей, из которых погибло или было ранено 2005, а еще 325 вышли из строя вследствие болезней. Таким образом, к концу боевых действий японцы почти не имели средств для доставки снабжения своим сражавшимся в Номонгане войскам. Жуков же не зря в мемуарах помянул добрым словом шоферов: «Чудо-богатыри шоферы делали практически невозможное. В условиях изнуряющей жары, иссушающих ветров кругооборот транспорта в 1300–1400 километров длился пять дней!»
Японская сторона значительно уступала советской не только в качестве, но и в количестве танков. К 1939 году Красная армия располагала примерно 17 тысячами танков, а годовое производство достигало 3 тысяч машин. В Японии же даже в 1940 году, когда были приняты меры по наращиванию производства, выпустили всего 573 танка. Единственный в японской армии танковый корпус, действовавший на Халхин-Голе, располагал всего 182 боевыми машинами и по силе примерно соответствовал советской танковой бригаде. Жуков же к началу августовского наступления имел в своем распоряжении 498 танков и 385 бронемашин К тому же после неудачи 6 июля, когда японские танки были расстреляны советской артиллерией, командование Квантунской армии вывело свой танковый корпус с линии фронта и более не использовало его против Красной армии.
Важную роль сыграло превосходство советской авиации. Самолеты И-16 и И-153 («Чайка») по своим тактико-техническим данным не превосходили основные японские истребители той поры «Мицубиси» А5М и «Накадзима» Ki-27. Так, «Чайка» развивала максимальную скорость в 443 километра час, а «Накадзима» — 450 километров. И маневренность у этих самолетов была примерно одинаковая. Однако слабость японских ВВС заключалась в катастрофическом недостатке пилотов. За тридцать лет существования японской авиации, с 1909 по 1939 год, было подготовлено всего 1700 летчиков. И это при том, что в 1936 году планировалось произвести 3600 боевых самолетов. Даже потеря на Халхин-Голе 230 пилотов убитыми и ранеными создавали для японских ВВС критическую ситуацию. Да и по общему числу самолетов превосходство было на советской стороне. К началу августовского наступления Жуков располагал 515 самолетами, тогда как у японцев было не более 300 машин.