敌第6师团由青山市、麻林桥一带后撤，上村干男的第5旅团一部，则是由营田乘船撤向岳阳。
身在前线的关麟征发现了日军撤退的迹象，他当即下令各部跟踪尾击由上杉市撤退之敌，随后第15集团军各部开始追击，当日克复上杉市。
紧接着，第25、第195师追击到达福临铺、金井附近，日军开始向汨罗江北岸退却。10月中旬，第15集团军收复长乐街、汨罗、新市等处。
此时第9战区在长沙正面，在平江侧翼山区的主力，以及原在敌后的各部队，根据命令到处袭击敌人，和进行战役性的追击。此时敌在汨水以北分散进驻担任警备的部队，所遭受到的损失最大。
第9战区的正面追击和侧后围堵，歼灭了大量的敌人和缴获了大批的武器，并俘虏了不少日军，最后取得了湘北作战的胜利。
这次日军进犯湘北，和在其他各地作战同样，在其占领区内，**烧杀无恶不作。
他们有的在居民的房前、房后，村前村后的草垛中或挖地寻找民众所藏的粮食、财物，有的至山中寻找躲藏的妇女；撤退时，他们有的烧毁民房，在一些民家的饭锅中大小便；有的将民众家的水缸、锅、碗全部打碎；有些地方将被其枪杀的民众尸体，立放于大门的两侧。敌军这些兽行，随国民党军的中外战地记者们，都有报道。
当第9战区的部队在追击敌军时，不少民众手持木棍、铁叉，跟随部队寻歼敌人。
他们在沿途的山中、野外，抓捕了不少逃散迷路而改穿便服的日本兵，连日军的后方医护人员近藤富子等也被俘获，此战国军直到追击至新墙河一线时才停止。
之后，日军即在湘北、赣北恢复其原占领态势，此次会战才算是全面结束。
此次作战，国军共伤亡3万余人，日军被击毙约850人，被击伤约2700人。虽然在战绩上看国军吃了大亏，但是这次会战中国军队
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