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。