朱可夫担任这一职务的意义还远不仅仅于此，更在于在此期间他的部队被用来试验新型的坦克团编制。另一个试验坦克团的团长，与巴甫洛夫大将相比，他们两人的任命据说是在斯大林本人的亲自过问下发出的。担任试验坦克团团长的经历，无疑使朱可夫和这个在未来的苏德战争中将起决定性作用的兵种结下了不解之缘。昔日的俄国龙骑兵军士从此以后将用铁甲的战马驰骋于战场。
大清洗前后的朱可夫继续在权力的阶梯上步步高升，从骑兵旅旅长、骑兵监察部助理、骑兵第4师师长、骑兵第3军和第6军军长，一直升到白俄罗斯特别军区副司令。还有传闻说朱可夫也曾被派到中国给蒋介石当顾问，但恐怕是和崔可夫搞混了（这两个名字在俄国以外经常被混为一谈）。
但到了1939年春天，清洗的阴影也笼罩在朱可夫身上。就在这命运攸关的时刻，风云起伏的远东形势救了朱可夫。在中苏、中蒙边境地区，日本关东军和苏联远东部队的冲突日益频繁，最终在诺门坎地区酿成了军师级的大规模战争。1939年6月，朱可夫来到蒙古前线，迅速着手组织对付日本陆军第23师团——关东军新组建的三步兵联队单位师团。
这是朱可夫指挥的第一次大规模战役。他充分体现了后来广为人知的指挥风格。战役前，他在后勤地理条件并不理想的前提下，竭尽全力集结起一支人数、装备都大大超过对手的大军，而且建立起了令关东军参谋们后来羡慕不已的弹药储备。在战斗中，他将不容置疑的意志毫无保留地贯彻给他的部下，铁石心肠地驱使他们顶着日本人疯狂的顽抗，不计伤亡代价地向前猛冲，并近乎冷酷地把那些不能完成任务的部下撤职甚至就地处决。日本人都为苏联人这种毫不留情的军法措施感到大为吃惊。
在朱可夫的5万多兵力、823辆坦克装甲车和600多门火炮迫击炮的猛烈打击下，日本陆军第23师团在短短几天内遭到了毁灭性打击，参战兵力损失73%。但是，这场胜利的军事价值却被过分夸大了。俄国人几乎拥有一切优势：兵力比关东军更多；坦克飞机大炮的数量优势达到了压倒性的规模。地形也对苏军极为有利：和在狭窄的林海雪原展开的苏芬战争不同，诺门坎之战发生在一片荒芜的开阔草原上，朱可夫可以尽情展开大规模坦克攻击，占据高地的苏联强大炮兵可以轻易压制住日军。日本人却没有芬兰军队那样的坚固边境堡垒，只能在无遮无掩的荒草上临时挖掘野战掩体。关东军唯一的优势是，地理上，他们可以更容易获得物资补给。但这也仅仅是地理上的可能性。
事实上，深陷中国战争的日本陆军上层，从一开始就不愿意也无能力为关东军提供有力支援。而通过佐尔格间谍集团洞悉这一切的苏联，却不惜血本投入了大量军队和物资。于是，关东军仅有的这点优势也没起到任何作用。尽管如此，俄国人为了赢得这次胜利所付出的代价也相当沉重，人员伤亡甚至比日军更大。朱可夫倚重为主力的机械化部队，也在并不强大的日本炮兵机动灵活的抵抗下损失惨重，丧失了几百辆坦克。这证明苏军的战术缺陷依然相当严重。即使朱可夫也无法克服这些缺陷。
