于是日军大本营先后调来几位名将整训该师团，例如绰号“马来之虎”的山下奉文就曾担任过师团长，但他也拿自由散漫的第四师团没办法。
精训两年后，第四师团终于有了露脸的机会。1939年，苏联与日本在中蒙边界的诺门坎地区发生战争，关东军下令驻扎在伪满洲国北部的大阪、仙台两师团紧急动员，增援前线。仙台师团(即第二师团)接到命令后，强行军4天从海拉尔赶到诺门坎，抵达战场当天就投入战斗，但很快就被苏军打了个落花流水。
与此相反，第四师团的出动命令虽然下达，却迟迟不动。原因是动员令下达后，师团内的疾病患者激增，放眼望去，满营都是因为五花八门原因要求留守的官兵。激动的日军联队长在狂怒之下，亲自坐镇医务室参加诊断，这才勉强组织好部队向前线进发，“联队长改行当大夫”的笑话也就此在日军中流传开来。
