了兩個騎兵團，連夜北上，夾擊攻擊哈特庫勒的俄軍。

唐努烏梁遠征軍代理司令官遲春先在接任重任後、這一切做的都極為完美。放棄對當面已處敗象的俄軍兩個騎兵師（第3師已經潰散，其師長巴達諾夫少將在夜戰中負傷不治）的繼續打擊而掉頭合擊另外一股俄軍是正確的選擇。其行動的方向和計劃建立在哈特庫勒混成旅的那部電臺上。自昨日起，與總部的聯絡一直未建立，但哈特庫勒與自己的聯絡卻暢通著，俄軍的兵力既已知曉，遲春先的信心就有了，他不擔心閻進東混成旅的安全，就兵力和火力而言，兩個騎兵師絕對打不下哈特庫勒，但步兵無法形成對騎兵的運動合圍，遲春先要的是殲滅戰，要用一次完美的步騎兵配合將北翼的兩個俄國師消滅。那樣的話，遠征軍的撤退就安全了。

4月30日凌晨，哈特庫勒戰役打響，在華軍步兵熾熱火力前一籌莫展的俄軍騎兵遭受了來自背後的打擊，遲春先集中了兩個騎兵團首先攻擊了北翼俄軍第11騎兵師，這個師的位置在哈特庫勒西北方向，這個部署彰顯了遲春先打殲滅戰的決心，他沒有先對西南方向的俄軍動手，而是繞了一個圈子，將俄軍往南趕，用混成旅、自己所帶的騎兵旅主力及撤出博勒圖斯的騎一團、司令部警衛營、炮兵營等部隊構成一個三角型的包圍圈。

遲春先對俄軍第11騎兵師的打擊首先落在其輜重部隊上，一個營的俄軍迅速被消滅，大量的輜重落入了遲春先之手。俄軍掉頭攻擊來自後面的敵人，其背後遭受了混成旅的攻擊，特別是黃錦輝指揮的炮兵發揮出色，三個炮營冒著誤傷友軍的危險集中轟擊俄軍第11師。使得該師迅速崩潰。俄軍沒想到華軍在哈特庫勒有如此強大的炮兵力量。大量的炮彈落在集結起來的俄軍騎兵中，給予其重大殺傷。等遲春先手裡的兩個騎兵團發起衝鋒。俄軍第11師已經很難有效組織對抗了。在黎明的晨曦中，在哈特庫勒西北的曠野裡，華軍騎兵追逐著潰敗的俄軍向南卷擊。而閻進東指揮混成旅的兩個步兵團向南分兩路衝出哈特庫勒，加入到了一面倒的戰場中。更加劇了俄軍的潰敗。另一個俄軍師——位於哈特庫勒西南攻擊線的俄軍第10騎兵師來不及援救敗下來的第11師，他們必須應對混成旅的步兵攻擊了。

在俄軍看來，騎兵在野外對步兵作戰是具備極大優勢的，尤其是那些自幼長於馬背的哥薩克騎手更是蔑視步兵。但哈特庫勒戰役中俄軍面對裝備了大量機關槍和迫擊炮的步兵毫無優勢可言，特別是迫擊炮給了俄軍騎兵以巨大打擊，一發發炮彈準確地落入密集的騎兵隊伍中，炸得俄軍人仰馬翻。射程更遠的重機關槍的火力成片地掃倒了俄軍，對戰馬的殺傷極為嚴重。當俄軍背後出現另一支華軍騎兵後，第10師——俄軍司令官親自統帶的這支部隊也崩潰了。

哈特庫勒戰役只進行了四個半小時。至上午九點半中，戰場基本沉寂下來。華軍遠征軍基本殲滅俄軍第11師，重創了俄軍第10師，俘敵1900餘人，斃敵650餘人，繳獲了北線俄軍的全部輜重。由於遠征軍的武器基本使用俄式口徑，所繳獲的彈藥補充了損耗，讓遲春先大大地鬆了口氣。

客觀上講，華軍遠征軍是不具備遠征條件的，儘管魯山組織了兩個輜重團來攜帶彈藥給養，但沒有後方源源不斷的補充的情況使得遠征軍事實上是一支“一次性”部隊。一挺馬克沁重機槍一分鐘足以發射450~500發子彈，一挺華源2型輕機槍足以發射400發子彈，而一個彈藥手隨身所攜帶的子彈勉強可供機槍手兩分鐘的射擊。就算有兩個裝備大量馬車的輜重團也難以供應部隊的高強度作戰。

鑑於彈藥問題以及戰馬已經耗盡了力氣，遲春先沒有追擊突圍而去的俄軍，在收容俘虜打掃戰場後，遠征軍全部撤入了哈特庫勒，他們將進行一次短暫的休整，然後帶著陣亡司令官的遺體順著來路回撤。

俄軍自厄爾口派出的四個師在短短三天內就遭遇了毀滅性打擊，一個師（第11師）基本損失掉了，另一個師（第3師）也基本失去了戰鬥力。俄軍縮回了察罕布隆，其指揮官向上級報告，華軍兵力極為龐大且火力兇猛，以現有兵力無法驅逐華軍，請求支援。在援軍未至之前，他們只能以現有兵力盡可能地遲滯華軍向西的進軍。

他們不知道，中國人已經決定撤退了。

唐努烏梁海之戰以一種雙方都沒有預料到的方式爆發。順利平定外蒙的魯山由此堅定了信心，他認為俄國不會進行武裝干涉，所以他選擇了一鼓作氣收復唐努烏梁海。魯山沒有意識到唐努烏梁海與外蒙的不同（俄國人甚至不準外蒙分裂勢力將