南京军第37军是在8月15日正式从中亚（哈萨克东北部三城）挥军北上的，冯治安把部队部署得中规中矩，经过先前几番激战后伤亡不小、需要休整的第111师驻扎后方三城，两个团驻扎在三城里位置最靠前、处境最危险的克列库，另外两个团分别放在后面的塞梅伊、厄斯克门，然后调动第37、第38、第39师组成的十万大军从塞梅伊、厄斯克门出击，顺着铁路干线一路北上，兵锋直指四百公里外的“西伯利亚第一重镇”新西伯利亚。
冯治安性格宽仁敦厚、不急不躁，打仗风格也是“温吞水”，不凌厉，但沉稳，由于苏军东方军区主力被薛岳吸引在一千多公里外的湖西战场，所以他“不太着急”，部队没有急行军或强行军，一边修铁路（苏军把铁路破坏得很严重）一边前进。对此，副军长张自忠、参谋长张樾亭、副参谋长张克侠都十分焦急，但冯治安不以为然，实际上他并非真是慢性子，而是他知道，第37军“跑得太远了”，辎重物资需要辗转几千里地从华北运来，部队如果前进太快，反而会陷入后勤枯竭中，部队慢腾腾地前进，既稳重保险，也可以等待后续物资运来更多。不打准备不充分的仗，这是冯治安的思想理念。
对此，张樾亭打趣道：“如果让军座（冯治安）去湖西战场上对付科涅夫，估计两人打半年都不分胜负，因为两人都是谨慎沉稳的人，谁也不轻易冒险。”
8月22日，第37军北上三百多公里，抵达巴尔瑙尔，巴尔瑙尔是新西伯利亚的南大门，因为巴尔瑙尔往北约一百公里就是新西伯利亚。崔可夫集结了苏军第9集团军三分之二的兵力，在巴尔瑙尔与南京军第37军展开大战。苏军炮兵力量大大地超过南京军，因此南京军进展缓慢，崔可夫也比较擅长打防御战，使得南京军与苏军激战近十天都没能攻入巴尔瑙尔，但值得庆幸的是，由于冯治安的“慢性子”，所以南京军在后勤上准备得很扎实，能与苏军进行一定的消耗战，不过张自忠也委婉地批评冯治安，正因为部队慢腾腾的，导致巴尔瑙尔苏军获得了充足备战时间，在巴尔瑙尔城内外修建了大量的防御工事，使得南京军久攻不克。
尽管第37军没能攻下巴尔瑙尔，但该军上下官兵跟同期在作战的第31、第77、第10、第100军一样顽强苦战，杀伤大批苏军。尽管苏军是在打城市防御战并且拥有数量是南京军两倍以上的火炮，但苏军和南京军的伤亡比例却是二比一，南京军官兵们用出生入死的战斗精神、老练过硬的战术素质、灵活多变的战斗手段弥补并一定程度地扭转了苏军的炮火优势。但南京军也损失严重，损失最严重的第38师不得不撤离巴尔瑙尔前线，退回后方三城休整。
“老毛子大炮确实又多又厉害，但只要扬长避短，我们就可以打得他们哭爹喊娘。”
“老毛子里也有一些人不怕死，但更多的还是怕死的。一旦陷入苦战，他们就害怕了，然后就想后退逃跑，所以他们才用督战队逼着部队不得不卖命。”
“老毛子战术很僵化，就知道一窝蜂地冲上来，正好方便我们用机枪杀他们。”
“老毛子明明比我们高大强壮，但跟我们拼刺刀时都打不赢，他们没胆子刺刀见红。”
这是南京军基层官兵对苏军的看法，虽然有一些偏见，但基本上是事实。
不管是在中亚战场还是北亚战场，苏军人数都比南京军多，唯独在巴尔瑙尔这里苏军反而人数比南京军少。崔可夫坚持了九天后，由于前线部队损失严重，他不得不考虑把部队撤到新西伯利亚，放弃巴尔瑙尔，毕竟新西伯利亚才是核心，不过，一个新的消息让他很快改变了主意，他坚定了把战线维持在巴尔瑙尔的信心和决心，为此，他把驻扎新西伯利亚的两个师调走了一个投入巴尔瑙尔前线。苏军第9集团军在新西伯利亚的两个师是一个正规军步兵师和一个民兵师，崔可夫调走了那个正规军步兵师，并且崔可夫把新西伯利亚以西四百公里的鄂木斯克的守军两个师也调走了一个师。
当天（8月31日）晚上，南京军第37军的前线指挥部内，冯治安召集了几位主官展开紧急会议。冯治安神色很不安，他指点着地图：“从湖西战场传来的坏消息，苏军瓦图京部第64军正在从切城赶往新西伯利亚，该军约五万人。”
将领们都神色凝重起来，这确实是一个坏消息，苏军第64军抵达后，苏军就获得大量有生力量，南京军第37军的作战就更加艰难了。
“所以崔可夫不打算从巴尔瑙尔退往新西伯利亚，因为他有了援兵，有了底气，打算把我们就挡在巴尔瑙尔一带。”冯治安说道，“甚至，他在瓦图京抵达后可能还对我们展开全面反击。”
张克侠焦躁不已：“军座，那怎么办？”
冯治安神色从严肃变成了绝然：“没办法，我们不能不完成我们的任务呀！根据情报，瓦图京部预计还有两天抵达新西伯利亚，这里存在一个时间差，崔可夫在巴尔瑙尔已经拼得摇摇欲坠，他本打算放弃巴尔瑙尔，退到新西伯利亚固守待援，但因为瓦图京即将来增援他，所以他决定继续在巴尔瑙尔抵抗我们，但因为巴尔瑙尔苏军已经损失严重，因此他冒着风险，把新西伯利亚的两个师调走一个到巴尔瑙尔，同时，又把鄂木斯克的两个师调走一个到巴尔瑙尔。诸位是清楚的，新西伯利亚距离巴尔瑙尔只有约一百公里，崔可夫一直高度防备我们可能来一个百里大迂回，派遣一支快速部队绕过巴尔瑙尔，侧击新西伯利亚，所以他在当地保留两个师，但现在，他不得不冒险。很好，我们就要抓住崔可夫的这个空隙，果断地出击！”
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