Обеспечив себя этим на некоторое время от ударов С запада, унгерн замышлял поднять за собою население забайкалья, чтобы уничтожить красных на дальнем востоке.

5 июня части Унгерна обошли Троицкосавск и Алтан-Булак с восточной стороны через Кударинский Караул, заняли сопки к северо-востоку и перерезали дорогу на Усть-Кяхту и телеграфное сообщение на Верхнеудинск и Читу.

По советским источникам, силы Унгерна в это время состояли из 3500 сабель, при семи орудиях и значительном количестве пулеметов. Они охватывали Троицкосавск и Алтан-Булак полукругом до 12 верст в длину, с ядром на сопках Керанки Суджа.

Возможно однако, что советские источники и преувеличили немного унгерновские силы.

Чтобы поддержать наступление барона Унгерна на Забайкалье, отряд полковника Казагранди силою приблизительно в 350 человек должен был тревожить неприятеля по советско-монгольской границе к западу от Троицкосавска, а отряд Тубанова в составе 100 сабель был направлен к Мензенской станице Забайкальского Казачьего Войска, т.е. к востоку от Троицкосавска.

По дороге из Урги на Кяхту барон Унгерн оставил под командованием Немчинова заградительный отряд силою до 300 сабель, чтобы преградить большевикам доступ к Урге, если бы они надумали послать туда свои силы.

По советским же источникам, красный гарнизон Троицкосавска в это время состоял из 500 сабель и 330 штыков, при двух орудиях. В Алтан-Булаке стояло 700 цириков (монгольских солдат) Временного революционного правительства Монголии.

Руководство обороною Алтан-Булака взяли на себя монгол Сухэ-Батор и забайкальский бурят Дорджи Ринчино, этот неистовый монгольский националист, не так еще давно помогавший атаману Семенову и барону Унгерну в формировании ими Панмонгольского правительства.

Главные удары Унгерна были направлены на Троицкосавск. Против монгольских войск в Алтан-Булаке он выдвинул только небольшие заслоны. Барон рассчитывал со взятием Троицкосавска захлопнуть революционные монгольские войска и в Алтан-Булаке как в мышеловке.

До вечера 6 июня шел бой с перевесом на стороне войск барона Унгерна. К вечеру этого дня из Усть-Кяхты, прорвавшись с боем через расположение унгерновских войск, подошли свежие советские подкрепления: целый полк 35-й дивизии. Вслед затем, утром 7 июня, тою же дорогою прорвались на помощь Троицкооавскому гарнизону еще два советских батальона и батарея. Положение этого гарнизона улучшилось и советские части стали успешно сдерживать натиск войск Унгерна.

В течение двух суток вокруг Троицкосавска шли упорные, ожесточенные бои. Не раз противники бросались в штыки. Сопки по нескольку раз в день переходили из рук в руки... Потери убитыми и ранеными с обеих сторон были весьма значительны.

В ночь с 7 на 8 июня произошли важные события в ходе сражения: два полка красной Сретенской кавалерийской бригады вышли через Алтан-Булак в тыл Унгерну. Один из полков занял Керан, другой — дорогу, которая вела с сопок на юг...

С 4 часов утра 8 июня по всей линии расположения войск Унгерна и по их обозу красные открыли сильный артиллерийский огонь. После жестокого обстрела советские войска перешли в решительное наступление и сопротивление войск Унгерна, расстроенных орудийным огнем, было сломлено... Ранение самого Унгерна послужило сигналом к общему отступлению его войск. Преследуемые советскими и монгольскими войсками, части Унгерна при своем отступлении наткнулись на засевшие в их тылу два красных полка и понесли в завязавшемся новом бою большие потери.

Унгерн скрылся в лесных зарослях Ибицика и затем отошел оттуда в западном направлении, к рекам Орхону и Сленге.

Так по советским материалам прошел этот многодневный бой под Троицкосавском, решивший судьбу «неистового барона».

Один из участников боя писал про ночь с 7 на 8 июня следующее:

«Было четыре часа ночи.

В темной мгле лощины, где лежал Троицкосавск, кое-где изредка вспыхивали огоньки... Все ждали, что Унгерн прикажет продолжать наступление на город и освободит его население от красного ига.

Нервы у всех были приподняты. В душе каждого ликовала буйная радость. Никто не чувствовал усталости... Но в первый раз барон пожалел своих соратников и приказал сойти с сопок, вернуться в исходное положение, в лощину, в узкую горную щель, и ложиться спать.