蘇聯方面
在四個月的戰事中，蘇軍投入約10萬人、坦克500餘輛及裝甲車約350輛;蘇聯傷亡解密數據見克里沃舍夫准將(GF Krivosheev)的出版書籍。英文版爲《Soviet Casualties and Combat Losses in the Twentieth Century》。
絕對減員:
陣亡 傷死 病死 失蹤 合計
諾門坎之戰 6472 1152 51 2028 9703
相對減員:
受傷 疾病 合計 總損失合計
諾門坎之戰 15251 701 15952 25655
蘇軍真正死亡失蹤人數約9700人，另外約16000人受傷。
日軍方面
戰後，第6軍的軍醫部公佈了日軍的陣亡人數爲7696人，負傷人數爲8647人，下落不明的人數爲1021人，出動兵力總數爲58925人。有一種說法是：這個數其中是有一些疑問的，負傷的人數與陣亡的人數太接近了，如果將陣亡人數加上失蹤人數，兩者幾乎相等，而且陣亡失蹤人數比負傷的人數還多。有人因此質疑日軍數據的準確性。但這種說法是站不住腳的。負傷人數比死亡人數大得多、且大致爲3:1的情況只適用於擊潰戰，而對於殲滅戰而言這一規律並不成立。殲滅戰一般是死亡人數與負傷人數接近或死亡人數大於負傷人數，諾門坎戰役蘇軍對處於弱勢的日軍顯然是一定程度的殲滅戰，所以日軍第6軍軍醫部的數據非常合理，符合實際情況。而日軍出動的58000餘人中，實際參戰的只有以23師團爲核心的25000餘人，其餘的部隊都是戰爭末期的8月29日以後才調來的，這些部隊實際並未怎麼打過仗。
1966年10月12日，在日本的靖國神社舉行了一場“諾門罕事件戰沒者慰靈祭”的活動，朝日新聞報道中稱這是戰死人數爲18000人的諾門罕事件戰沒者慰靈祭，日本歷史學家五味川純平在他1975年發表的著作《諾門罕》中有這樣的評論：“對熱衷於打了敗仗就又遮又蓋企圖掩人耳目的軍政當局來說，有必要把數字過小發表，但是對靖國神社來說，卻完全有必要把數字過大發表。” 然而這篇報道只是一則不超過30字的未署名的簡訊,並非靖國神社的獨自公佈數字,仍然很值得懷疑是否是記者把傷亡一萬八千弄成了死亡(靖國神社戰後從未進行過排除日本官方數字的獨自傷亡調查)。
最聳人聽聞的是有人認爲日本損失了近5萬人(死亡的以及喪失戰鬥能力的，步兵第23師團、第7師團、第8國境守備隊、第一獨立守備隊和第1坦克師團幾乎全軍殆盡，11個特種兵連隊徹底喪失了戰鬥力。高級軍官的傷亡也是空前的，日本報紙哀嘆：“大量高級軍官如此集中的傷亡是日俄戰爭後從未有過的。”但日軍第7師團只是一部分參戰(約4000人)，日軍第23師團、第7師團一部、第8國境守備隊一部等部隊怎麼湊也沒有5萬人，最多3萬餘人。
諾門罕前線日軍最後只剩下一些殘兵堅守，整建制跑出來的只有第72聯隊765人、野炮兵第13聯隊626人等部隊。關東軍司令官植田謙吉辭職，前線總指揮小松原一年後病死，參謀長岡本雙腿被斬斷。這場戰爭讓日本第23師團的許多指揮官損失殆盡。朱可夫對日軍的評價是下級軍官很優秀，戰鬥很狂熱，但是越往高層越爛，特別是含金湯匙出生的高級將領只能用無能形容。另外曾在GRU任職參與過該戰役的瓦西里·諾沃布拉涅茲上校在回憶中認爲蘇軍的戰鬥有很多缺陷，是靠巨大的人力和兵器優勢打勝的。蘇軍彈藥消耗達到31000噸，相當於庫爾斯克戰役消耗量的15%。日軍方面，7月攻勢中82門師屬火炮儲備了1萬發炮彈用於進攻，平均每門炮備彈366發，大致是平均每門炮0.2個會戰份。1937年在中國戰場日軍師團平均每門炮約爲0.5個會戰份彈藥
