吴石曾回忆过：“时苏联派来情报人员多人与余合作，见余服务精神振备，均心悦诚服，其后张鼓峰、诺门罕两役叠起，彼等即摭取余所供资料，报告其本国，皆膺重赏,于是争以时计、水笔傀余。”②
上述提到在中国境内发生的张鼓峰、诺门罕战役在第二次世界大战大大小小的数百场战役中并不显眼，在浩如烟海的二战历史中也只是一朵浪花，但它的的确确改变了历史，影响着中国抗战的进程。
张鼓峰战役发生在位于朝鲜、原苏联和中国交界处的张鼓峰。张鼓峰的东边有一个当地人称为长湖的小湖泊。这里冬天长达8个月，大半年为冰雪所覆盖，但到了春天，小湖就成了黑天鹅和丹顶鹤的家园，婷婷玉立的东北美人松在风中摇曳生姿。这是一片美丽的中国领土。但张鼓峰特殊的地理位置决定了它的战略地位，1938年6月，苏日为了争夺张鼓峰这一战略要地进行着空前惨烈的拼杀，春天的空气里弥漫着血腥的味道。
月底，苏军突然占领张鼓峰，在山上构筑工事，布置铁丝网。在已经把东北划为“满洲国”、把朝鲜作为自己殖民地的日本人眼里，苏军占据张鼓峰就等于拥有可以控制朝鲜和中国东北的战略要地。但是由于日军正准备进攻武汉，各路日军正作频繁军事调动，一时力量难以集结。大本营为此只好命令日本关东军进入一级战备状态，同时内阁指示日本驻苏大使重光癸与苏联进行调解。苏联明确表态，不可能从张鼓峰撤军。重光癸的外交斡旋陷入僵局的消息传来，日军大本营不得不下达夺回张鼓峰的指令，为不影响与中国军队决战的华中战局，命令驻朝鲜日军完成此项任务。
密切关注事态的苏联最高统帅部通过苏联驻华情报人员从吴石等处得到的情报资料，对日军张鼓峰战役的军事安排已心中有数。
驻朝日军以一个师团的兵力在猛烈的炮火和部份装甲车、飞机的配合下，经过三天战斗，夺回张鼓峰。裕仁天皇还没有来得及为这些将士颁发勋章，苏联远东军区于8月1日凌晨，集结两个甲种师两万余人的兵力在近百门火炮、200多辆坦克、上百架新式“咔秋沙”飞机的协同下，开始对日军反击。
这一天凌晨，正在睡梦中的日军突然被天上由远而近的滚雷般的轰鸣声惊醒了。还没有等惊慌失措的日军进入阵地，呼啸而至的机群倾泻下雨点般密集的炸弹和机关枪子弹。轰炸和炮击刚一过去，无边无际的大草原上，百余辆苏军坦克排成数百米宽，以决战姿势向日军阵地碾压过去，沉重的履带在日军工事上压来压去。尽管大和武士们进行顽强的抵抗，其中不乏有全身绑满手榴弹和炸药包，与坦克同归于尽的勇士，但都无济于事，挽救不了失败的命运。
战斗仅仅持续5天，一个师团的日军就被苏军全歼。坂垣陆相紧急奏请裕仁天皇，为遏制苏联的进一步进攻，调派军队重新夺回张鼓峰高地。但小他近20岁的天皇更关注的是中国华中的战局，他不愿意与苏联扩大争端而陷于被动，终止了战事。日本政府迫于此，在8月11日与苏联签约，表示维持日军进攻前的边界状态。
次日，莫斯科塔斯社向世界宣布苏军的胜利：“苏联红军远东第一集团军歼灭入侵日军8000余人，击落飞机24架，击毁坦克47辆……”
同样充满神话般的诺门罕战役也书写二战前夕的传奇。诺门罕旧译“诺门坎”,是位于内蒙呼伦贝尔盟与外蒙之间的一片半草原半沙漠的荒原。1939年5月至9月，日本关东军、伪满洲国军与苏、蒙军几十万人，在这块贫瘠的土地上进行鏖战。苏联最高统帅部认为此役关系战争全局，专门指示驻华情报人员收集日军部署及准备情况。苏联情报人员为此苦苦查寻，最后将目光盯到“日本通”吴石的身上。当时，中苏间有情报协作的协议。被誉为“国宝”的日本第一坦克师团高级将领多出自日本陆大。对其军情部署，吴石可谓了如指掌。面对苏联情报人员的恳请，吴石答应帮忙，迅速整理出日军相关情报，情报详细到日方的布兵排阵。苏联情报人员如获至宝，立即发电给苏联最高情报部，苏联最高情报部即转报苏联最高统帅斯大林，为苏方制定正确的战略提供了重要的参考。
在这场作战中，苏日双方调动除海军以外的所有兵种和现役装备，大动干戈。被誉为“国宝”的第一坦克师团是日本当时仅有的一个坦克师，指挥诺门罕战役的苏军朱可夫元帅使日军尝到了血肉之躯不能抵御钢铁的苦头。苏军在此战役中首次使用了喀秋莎火箭炮，全歼日军第一坦克师团。据战后统计，曰军伤亡近5万人（包括死亡以及丧失战斗能力的），而苏军伤亡约7000人，超过1000人失踪，从此日本大本营放弃了进攻苏联的打算,也使苏联能够从容地抽调西伯利亚方面军和朱可夫元帅用于苏德战场，避免了苏军二线作战德国的被动局面。事后，日本陆军省被迫承认：“诺门罕之战是日本陆军自成军以来首次惨败。”
日军的惨败一时留给中国国民政府对大势的悬疑。徐州会战一结束，日军大本营就已经拟定了进攻武汉的作战计划，开始了一系列军事动作。把驻台湾的波田支队编入华中派遣军第十一军作战序列，让该支队在海军配合下从镇江乘船溯长江往西进攻，第十一军主力向九江和黄梅集结，第二军4个师团和1个旅团在合肥、舒城一带集结。命令要求各部于1938年6月底前集结完毕并发起对武汉外围中国军队的总攻，于8月占领武汉，消灭中国军队主力。但是因为发生张鼓峰战役推迟了这个计划的执行，这也就是中国军队统帅部一直没有判明日军进攻态势和意图的根本原因。
张鼓峰战役推迟了日军进攻武汉的时间表，反法西斯战争从此翻开新的一页。张鼓峰、诺门罕战役已淡出历史，不为人们所津津乐道，但吴石所供“资料”，包括日军军官情况、军力部署等全面资料，确实为苏军帮了大忙。跨越时空的隧道，吴石的幕后贡献是任何勋章难以彰显的。