冈村宁次严令包括刚攻下富池口要塞的第9师团和波田支队在内的各部不惜代价，增援万家岭。

鉴于基本歼灭106师团的主要目的已经达到，而各部队伤亡均极惨重，薛岳命令各部撤出战斗，全军退守永丰桥、郭背山、柘林一线。随后，薛岳电禀武汉军委会：

“此次敌穿插迂回作战之企图虽遭挫折，但我集中围攻，未将该敌悉歼灭，至为痛惜。”

至此，万家岭作战结束；而鬼子第106师团哪怕想极力掩盖死伤，也只敢向第11军和华中派遣军司令部上报：

“我军玉碎3300多人，此外伤病住院9900余人……”