苏联方面
在四个月的战事中，苏军投入约10万人、坦克500余辆及装甲车约350辆;苏联伤亡解密数据见克里沃舍夫准将(GF Krivosheev)的出版书籍。英文版为《Soviet Casualties and Combat Losses in the Twentieth Century》。
绝对减员:
阵亡 伤死 病死 失踪 合计
诺门坎之战 6472 1152 51 2028 9703
相对减员:
受伤 疾病 合计 总损失合计
诺门坎之战 15251 701 15952 25655
苏军真正死亡失踪人数约9700人，另外约16000人受伤。
日军方面
战后，第6军的军医部公布了日军的阵亡人数为7696人，负伤人数为8647人，下落不明的人数为1021人，出动兵力总数为58925人。有一种说法是：这个数其中是有一些疑问的，负伤的人数与阵亡的人数太接近了，如果将阵亡人数加上失踪人数，两者几乎相等，而且阵亡失踪人数比负伤的人数还多。有人因此质疑日军数据的准确性。但这种说法是站不住脚的。负伤人数比死亡人数大得多、且大致为3:1的情况只适用于击溃战，而对于歼灭战而言这一规律并不成立。歼灭战一般是死亡人数与负伤人数接近或死亡人数大于负伤人数，诺门坎战役苏军对处于弱势的日军显然是一定程度的歼灭战，所以日军第6军军医部的数据非常合理，符合实际情况。而日军出动的58000余人中，实际参战的只有以23师团为核心的25000余人，其余的部队都是战争末期的8月29日以后才调来的，这些部队实际并未怎么打过仗。
1966年10月12日，在日本的靖国神社举行了一场“诺门罕事件战没者慰灵祭”的活动，朝日新闻报道中称这是战死人数为18000人的诺门罕事件战没者慰灵祭，日本历史学家五味川纯平在他1975年发表的著作《诺门罕》中有这样的评论：“对热衷于打了败仗就又遮又盖企图掩人耳目的军政当局来说，有必要把数字过小发表，但是对靖国神社来说，却完全有必要把数字过大发表。” 然而这篇报道只是一则不超过30字的未署名的简讯,并非靖国神社的独自公布数字,仍然很值得怀疑是否是记者把伤亡一万八千弄成了死亡(靖国神社战后从未进行过排除日本官方数字的独自伤亡调查)。
最耸人听闻的是有人认为日本损失了近5万人(死亡的以及丧失战斗能力的，步兵第23师团、第7师团、第8国境守备队、第一独立守备队和第1坦克师团几乎全军殆尽，11个特种兵连队彻底丧失了战斗力。高级军官的伤亡也是空前的，日本报纸哀叹：“大量高级军官如此集中的伤亡是日俄战争后从未有过的。”但日军第7师团只是一部分参战(约4000人)，日军第23师团、第7师团一部、第8国境守备队一部等部队怎么凑也没有5万人，最多3万余人。
诺门罕前线日军最后只剩下一些残兵坚守，整建制跑出来的只有第72联队765人、野炮兵第13联队626人等部队。关东军司令官植田谦吉辞职，前线总指挥小松原一年后病死，参谋长冈本双腿被斩断。这场战争让日本第23师团的许多指挥官损失殆尽。朱可夫对日军的评价是下级军官很优秀，战斗很狂热，但是越往高层越烂，特别是含金汤匙出生的高级将领只能用无能形容。另外曾在GRU任职参与过该战役的瓦西里·诺沃布拉涅兹上校在回忆中认为苏军的战斗有很多缺陷，是靠巨大的人力和兵器优势打胜的。苏军弹药消耗达到31000吨，相当于库尔斯克战役消耗量的15%。日军方面，7月攻势中82门师属火炮储备了1万发炮弹用于进攻，平均每门炮备弹366发，大致是平均每门炮0.2个会战份。1937年在中国战场日军师团平均每门炮约为0.5个会战份弹药
