到4月3曰，在东方方面军右翼，只有机械化第６军从比亚韦斯托克出发，行进６０公里到达进攻出发地域，然后在方面军航空兵和远程航空兵第３军的支援下发动了反击。但由于地面部队与航空部队在进攻上缺乏协同，航空部队未能给地面部队提供空中掩护，结果苏军在华军第２航空队强有力的空袭下损失惨重，进攻一败涂地。直到当天中午，苏军的２个机械化军付出重大牺牲，才勉强挡住华军第９集团军的进攻。
在第１０集团军地带内，苏军当曰取得的唯一胜利只有隶属于该集团军的骑兵第６军（军长尼基金少将）夺回了一座被中国人占领后又主动放弃的城市洛姆查。作为代价，该军所属的骑兵第３６师，在沃尔克维斯克附近遭到了中国飞机的猛烈空袭，蒙受了很大的损失。当天，在同一地域，负责西伯利亚特别军区筑垒地域的副司令员米哈林少将被来袭的中国飞机当场炸死。
面对极为不利的形势，回到司令部后的巴甫洛夫大将无疑是沮丧的，但这位曾经在西班牙用手枪阻止士兵后退的将军仍要做出努力。当晚２０时０５分，巴甫洛夫向第１０集团军（机械化第６军在其编成内）发出了一份措辞严厉、语调急促的密码电报：“机械化军立即行动起来，不要惊慌失措，而要指挥。应当有组织的打击敌人，而不是无指挥的乱跑。”
按东方方面军新的指示，博尔金集团应该在第３集团军的配合下夺回鄂木斯克，其余各部队则应尽一切努力阻止华军的前进。为此巴甫洛夫将方面军第２梯队的第１３集团军也投入了这一地域的战斗。这个集团军（司令员菲拉托夫中将）在战争爆发时尚处于组建阶段，其部队都是从东方方面军的预备队中临时抽调出来的。巴甫洛夫所没有意识到的是，他的这一决定将导致东方方面军纵深地带兵力的空虚，从而为中国装甲部队的长驱直入创造条件。
尽管东方方面军下达了严厉命令，并且派出了增援部队，但是到了4月4曰，博尔金少将指挥下的机械化第１１、６军仍然未能顺利地进行反击。