在收拢部队后，师长罗君彤少将把剩下的人分为两组，师部和损失较轻的师直属部队先头突击，李一鸣带领255团阻击敌人。
凌晨4时许，罗君彤率新21师余部千余人与第88军主力会合，随即转入对苏军的突击中。
255团最终全军覆没，李一鸣中校遭苏军飞机投掷燃烧弹轰炸死亡。
至拂晓时，第88军人员编制被打散，中高级指挥人员大部分死伤，实质上已失去作战能力。
就在此时，唐生智遭到一发迫击炮炮弹的正面轰击，身负重伤。
他自觉无力继续战斗，便拿出预先写好的遗书交给罗君彤，命令他带队突围。
然而造化弄人，罗君彤少将等80余人在战斗的最后时刻成功突围并进入新疆境内，但是在途径罗布泊地区时失去踪迹，从此杳无音讯。
第88军全军覆没，唐生智被俘。
第88军全军覆没与苏军占领外蒙古西部、南部的消息传到了南京，老头子怀着悲痛与愤怒的心情再一次召开军事会议。
在到会的数百名将官面前，他慷慨陈词：“……先总理痛心俄寇肆虐，国土沦丧，决心一年之内，练兵百万，北上抗俄；如若不能得，次年则出兵二百万；如是递增，至五百万，至八百万，至千万，俄必有财政之恐慌，革命之起义，我趁其隙，必能逐俄寇出满蒙之境，直抵莫斯科圣彼得堡而后已。此实是我们抗击外侮的方针！吾党以三民主义为宗，以先总理遗训为教，方欲光大国家，岂可坐看赤俄窃据国土？百万之军，仓促间未必可得。然而没有一百万，七十万亦可；没有七十万，则五十万亦可。本委员长届时一同北上，必要以民族之血气，驱逐俄寇，以慰先总理在天之灵！”
这次会议后：全国各地国军除守备地方所需人员，各绥靖区均挑选精锐部队开赴北方。
保密局、中统、国防部二厅都将精干的情报人员派入外蒙古潜伏，收集入侵苏军的动向。
中国军队已在山西、华北、东北三地集结12个军共计43万人，更多的部队正从湖广、四川等地赶来，空军8个大队亦整装待发。
而就在此时，保密局北平站传来情报，判明苏军新西伯利亚方面军的主攻方向为外蒙古首府库伦。
其先头部队一部同李弥的第8军交战，一部继续突入，距离城区不足80公里。
得到消息后，老头子认为没有更多的时间集结力量了，必须立刻对苏联侵略者实施打击，当天即与参谋部一道飞往北平，制定作战计划。
白部长认为，苏军以我军在库伦周边的防备力量接近真空，部队行进毫无顾忌，不注意互相掩护侧翼。
如果苏军占领库伦，双方战线将在采勒——库伦——布林一线形成一个突出部。
此时，若我军一面以强大兵力打击其正面，一面出奇兵打击其两翼，必能歼灭这些骄兵。
因此，他力劝老头子放弃保卫库伦、同苏军正面交战的计划，而改为在库伦邻近地域集结兵力，待苏军占领库伦后再发动反击。
尽管库伦沦陷对于中国的声望有很大影响，但为了一举挫败苏联的阴谋，老头子最终采纳了白崇禧的建议。
经过调兵遣将，北上国军依集结地域分成三路：山西国军编成西集团军，由阎锡山指挥，前进至阿勒坦布拉格。
东北国军编成东集团军，由熊式辉指挥，前进至巴彦钱德曼。
华北国军编成中央集团军，由李宗仁指挥，前进至库伦周边。战役代号“堡垒”，进攻发起后，中央集团军负责对苏军新西伯利亚方面军发起正面突击，西集团军、东集团军负责打击该方面军侧面，并于其撤退时封锁后方。
尚在巴彦诺尔作战的第8军在接到命令后放过急欲进占库伦的苏军，后撤至巴彦钱德曼同东集团军会合。
周森的整三十八师暂时归中央集团军指挥。
李宗仁将整三十八师放到了库伦不远处。
为了加强周森的火力，老头子又给周森增加了一个炮团。这样一来，周森就有了三个炮团。
在到达库伦不久，周森见到了周定勋。
“哥，你怎么来了？”周森感到奇怪，周定勋不是当副局长了吗？
“全国都动员了，你说我能不来吗？”周定勋问。
周森一听，是这么一回事，中统的副局长也来了。
“我们的人在库伦发现了苏军的动向。”周定勋说。
“苏联人来了吗？”周森的情绪激动起来。
周定勋一根手指点在地图上：“苏军先头部队距库伦不足3公里。”
“好！只要他们进了库伦，就有好戏看了。”周森笑道。
这时候，老头子、白部长等人与北进国军先头部队抵达库伦城附近的狼居胥山（汉代名将霍去病曾追杀匈奴至此山）。
空军集团军转场至赛音山达，预备投入作战。
西集团军在阿勒坦布拉格集结完毕。
东集团军、中央集团军分别在巴彦钱德曼和狼居胥山集结完毕。
而苏军原定的进城计划也没有实现。
新西伯利亚方面军先头部队红旗第1集团军和近卫第8集团军的司令员为谁先进入库伦发生争执，在切尔尼亚霍夫斯基做出裁决前，两集团军均放缓了前进速度。
中方经过商议，3时50分，各集团军接到指示：发起进攻时间后延一小时。此时空军各轰炸大队和驱逐大队参与第一批次进攻的飞机已经升空，不得不临时召回，造成了一定的混乱。
所幸这些战役前的小插曲未被苏军注意，也未对战役进程造成太大影响。
凌晨4时20分，苏军红旗第1集团军趾高气扬地开进库伦城区。
苏军“苏军已解放库伦”的喜报从集团军司令阿法纳西帕夫兰季耶维奇别洛鲍罗多夫上将的指挥部一路传递至克里姆林宫。
苏军总参谋部以总参谋长阿列克谢因诺肯季耶维奇安东诺夫的名义向远东苏军总指挥部和新西伯利亚方面军发出贺电，并指示别洛鲍罗多夫代理库伦警备司令。
4时35分，新西伯利亚方面军司令部抵达库伦，切尔尼亚霍夫斯基准备在部队休整后继续向东进攻，直到同外贝加尔方面军和远东第2方面军建立联系。
就在苏联人庆祝他们的胜利时，担任中央集团军进攻先头部队的整三十八师，接到了命令：凌晨五点，总攻开始。