十月份，抗五軍與傅作義的晉綏軍一起，向與那些個佔領了察哈爾和綏遠北部的日軍和內蒙古偽軍發起了進攻，抗五軍很快收拾了察哈爾和熱河北的一些日軍，而傅作義部也打下了百靈廟，時稱百靈廟大捷。
對於這次戰鬥，日軍竟然沒有抽調關東軍過來，反而說這是華方的內政，日軍不於干涉。這個時空號稱是「內蒙古軍」的部隊中，不光有日軍的顧問，和一些東洋、朝鮮浪人，後來還有成建制的日軍編入了這內蒙古軍。讓日軍成建制地進入這支「內蒙古軍」是因為他們想完全控制這支軍隊，並且讓這支軍隊有些戰鬥力，以牽制蘇軍在外蒙古一帶的防守。但畢竟這支隊伍只有三千人左右，其中一半以上還是拉起來的偽軍，駐地又分散在兩個省這麼長的一條線上，所以一下子就被打垮了。
抗五軍和傅作義部動手的時候，南京政府和蔣中才是非常擔心日軍的反應的。抗五軍等部隊事先的準備充分，戰鬥只打了一天，「內蒙古軍」的主要據點被打下，敵人首尾不能呼應，可以說大局已定。而日軍在這樣的形勢下，說了他們不管抗五軍與這些日偽軍的戰鬥，讓南京政府的人驚異得下巴都要掉下來了。
打內蒙古日偽軍的事，對蘇軍應該說是幫了忙的，雖然這仗打得不大，但至少他們可以把駐紮在外蒙古的部隊抽調一些去滿州里一帶的前線了。不過這個時候，南京政府去與囉囌接洽外蒙古回歸事宜的人，卻遇到了拒絕。囉囌方面說，這蒙古國是當地人民要求獨立而成立的新國家新政府，南京方面不承認，也應該與這個政府談判來解決問題，囉囌方面可以為雙方牽線搭橋。不過現在蒙古國不想回歸，他們囉囌也沒辦法。
聽了這個消息，讓本來準備在東北發起對日軍襲擊的抗日義勇軍停下了行動。而南京政府與囉囌方爭論的結果，囉囌方以蘇軍近期已經撤出蒙古了，剩下的事情是你們兩國也好、中央與地方也好，反正是兩邊政府去談判吧！
實際上，蘇軍是把一些部隊調到戰鬥前線去了，但在蒙古部隊中的一些顧問之類的人，都沒走，而且部隊調走時，還把一些裝備留給了蒙古軍。看來要拿回蒙古，還是要以實力說話的。
南京政府對是不是要用軍事手段解決蒙古這個事正在猶豫不決時，日軍方面來人，說只要華軍現在對蒙古用武的話，他們也可以放棄對「滿州國」政權的偏護。他們還答應對南京政府提供一些妥協和經濟上的幫助。這樣一來，南京政府決定進軍蒙古。
經過準備，收復蒙古的戰鬥在一九三七年二月份開始。中央軍也參加了武裝收回蒙古的戰鬥，不過打頭陣的是抗五軍（算是東北軍的編制）、晉綏軍、東北軍等。我軍先後加入了五十多萬的部隊，從軍隊的數量上說，蒙古軍是沒法與之相比的。蒙古軍最開始想集中僅有的幾十輛坦克和騎兵配合，來打掉最先突進的抗五軍，沒想到在抗五軍的火箭筒和大量自動槍的打擊下，慘敗而回，只剩下三輛坦克逃了回去，而且再也不敢使用了。雖然蒙古軍是騎兵，不過在自動武器已經這麼多的軍隊前面，一個班的騎兵已經打不過一個班裝備有機槍和駁殼槍的步兵了。而且我軍這幾年都是有過實戰的，而蒙古軍在戰鬥力方面要差了點。不過打不過，他們還是可以跑的，而進攻的軍隊先沿公路把這個時空的蒙古的首府大庫倫（烏蘭巴托）打了下來。而中央軍這次動用了空軍，以包頭機場為據點，出動了飛機，主要是偵察蒙古軍的去向。
雖然大庫倫在三月份被政府的聯軍佔領，蒙古省政府也得以建立，但蒙古軍還是在一些草原上游擊。直到幾個月後，抗五軍把機械化部隊的輪子等作了特別改動，以適應草原上的奔馳，並把這支部隊派到蒙古。傅作義部也用一些卡車加焊了一些鐵皮，改為機械化部隊。加上空軍的配合，這才把蒙古軍基本消滅或者趕到囉囌境內。
這時已經是一九三七年六月份了，這幾個月來日軍與蘇軍雖然在對峙，時而也有戰鬥，但戰鬥的規模和強度並不大。而且雙方互有勝負，但戰線的變化並不大。兩軍各有自己的特點，但也有自己的弱點，蘇軍火力強但後勤供給線長，而日軍步兵多能吃苦，但武器裝備還是差了一點。這樣，戰爭變成了消耗戰，雙方這時都不想把軍隊過多地消耗在這兒。囉囌是怕英美等列強都來打壓他，並且由德國、英國等一起從歐洲發動戰爭。而日軍方面正是希望等歐洲那兒德國開始打囉囌後，這兒再把仗打大。於是，日蘇雙方也開始了談判，雖然雙方對油田以及中東鐵路等問題仍有爭議，不過決定先就地停火。
蒙古回歸後，全國民眾熱情高漲，認為我國的武裝力量強大，有能力收復被侵佔的國土。不過實際上，由於經濟基礎比較弱，加上蒙古那兒地方偏遠，沒有鐵路和航運等交通可以借用，連公路都是又少又差，後勤方面的人力也佔了不少。打仗雖然不激烈，但我軍是以人數優勢取勝的，所以這一仗下來，我軍人員傷亡不大，但經濟上的耗費不小。
民眾有輿論認為，現在應該是對付日軍的時候了。我軍雖然把抗五軍等一些部隊往回撤了，但部隊必須休整一下，補充彈藥等。
不過與日軍方面有關東三省回歸的談判已經開始，全國各類型報紙上都在說要收回東北、要抗日，這些氣勢也是要造的，要為這個談判作輿論支援的。不過談判並不順利，日軍以他們與蘇軍正在戰爭，需要東北作為支撐為由，不肯把侵佔的地方讓出，也不肯讓偽滿下台。中央方面覺得這事也不急，現在如果接收了東北，勢必要在日、蘇這戰爭的雙邊之間明確，是誰、反對誰，而不能像現在這樣模模糊糊地處於中立地位。