遲春先用一次堅決果敢的反擊擊潰了當面之敵，將自己被敵所圍的一個騎兵團救了出來，然後遵循兵貴神速的古訓，不顧人馬疲勞，更不顧西面尚存的敵人，迅速集中了兩個騎兵團，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。其行動的方向和計畫建立在哈特庫勒混成旅的那部電台上。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繫卻暢通著，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里，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。
鑒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儘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唐努烏梁海劃入大蒙古國的版圖）
魯山為自己的輕敵付出了生命的代價，更為新生的共和國外交軍事格局帶來了絕大的變數。從這個意義上講，唐努烏梁海之戰絕不是一般的軍事衝突，更不能單純計算雙方的兵力武器損失來判定勝負。
魯山遠征軍進入唐努烏梁海突破了俄國的底線。
厄爾口駐軍司令米舒欽科將軍獲悉華軍進兵唐努烏梁海大怒，不等彼得堡最後的指示，立即調集拼湊了四個騎兵師——那是他全部的騎兵力量，南下唐努烏梁海驅逐華軍。
米舒欽科將軍是參加過俄軍宿將，他不認為這支進犯帝國神聖領土的華軍有著不可侮的力量。顯然，他們是從庫倫來的，已經確認，出兵庫倫的華軍不過是一個步兵師另加一個騎兵旅。就算他們全軍而來，四個騎兵師也足夠應對了。
米舒欽科將軍下令出兵並未接到彼得堡的指令。他確實向上級報告了，但彼得堡不知為什麼一直沒有回覆他的請示。米舒欽科認為這是他的職責範圍內的事，中國人似乎被收復庫倫沖昏頭腦了，竟然想到唐努烏梁海撈一把！這絕對不行！
前段時間，就中國新政府出兵外蒙，俄國上層出現了兩種意見，一種是就此出兵教訓一下不知天高地厚的中國人，乘機促成外蒙古真正的獨立。在西伯利亞大鐵路成為遠東的生命線之後，關於這條鐵路的安全問題也擺上了議事日程。不需要多麼高深的軍事知識，看一看地圖就知道了，將外蒙古從中華版圖划出去對於西伯利亞大鐵路乃至整個西伯利亞意味著什麼。所以，俄國一些「目光遠大」的人士一直致力於這個偉大的事業，在外蒙投入了很大的力量，用各種手段扶持獨立勢力。哲布尊丹活佛之所以在1909年秋宣布獨立並出任「大蒙古國」皇帝，是看中了中國已經陷入內亂，根本無力維護國家主權和領土完整。時機選擇的確實不錯，但沒想到蒙山軍的反清之戰迅速結束，一個比滿清要強勢無數倍的政權迅速誕生了。這個政權不顧國內尚未真正統一便出兵平叛，以迅雷不及掩耳之勢將外蒙分裂勢力一掃而空，哲布尊丹以下大批分裂首腦被殺，「大蒙古國」僅僅存在了六個多月就煙消雲散了。
這個過程中，俄國只是提出了抗議。抗議什麼？國際上公認外蒙是中華領土，任何一個主權國家維護國家領土完整的行為都不應受指責，俄國人臉皮很厚，但也不好說中國在侵犯俄國領土，只能抗議北方軍在外蒙的「殘暴」行為而已。
這不是俄羅斯帝國的風格。之所以主戰派沒有實現武裝干涉，還是由於俄羅斯帝國內外交困的局面所致，俄羅斯帝國目前根本無力在外蒙乃至唐努烏梁海地區投入更多的軍事力量。
在主張武裝干涉的同時，另一種意見也出現了，那就是克制。反對武裝干涉外蒙局勢的理由很充分，鑒於中國新政府業已存在的與俄國軍方（主要是遠東軍區）良好的合作關係，將中國人拉入俄國陣營是他們的根本目的。雖然中國的實力很弱，還不足以讓俄羅斯視為戰略合作夥伴，但主和派認為，隨著蒙山軍推翻滿清，中國的局勢大變，已經完全不是滿清時期了。蒙山軍擁有一支滿清所沒有的強大武裝，雖然這支武裝尚不能左右國際大環境，但分析俄國的情況，真的沒有力量在遠東發起一場對中國的全面戰爭。遠東軍區實際的決策人、參謀長阿爾傑米耶夫中將計算了戰爭所需的兵力後站在了主和派的一方，他認為，如果要武裝促成外蒙的獨立，必須殲滅北滿的華軍主力，那樣的話，俄軍至少需要集中兩個集團軍，25-30個師的龐大軍力，不然無法達成目的。這還是建立在中國新政府不使出全力的情況下。如果中國人不顧一切地調集全部軍隊在滿洲與俄軍作戰，俄軍將面臨比日俄戰爭更為困難的局面。阿爾傑米耶夫認為華軍可以調集三十個或者更多的旅進入滿洲，他們調動兵力的時間更快！中國陸軍的旅堪比俄軍的師，阿爾傑米耶夫是清楚的，他更清楚魯山指揮的北方軍區部隊的訓練水平和裝備，因為阿爾傑米耶夫曾經觀摩過北方軍區一次團級對抗演習。阿爾傑米耶夫將軍給彼得堡的報告中這樣寫道，「他們的火力已經大大超越了遠東俄軍，特別是機關槍和迫擊炮……特別是其主力第9師，其訓練已經