随着第78军的到来，伍公市一带的战斗也逐渐的停息了下来。第六师团的残余部队在各自带队军官的率领下，分散成若干小股，昼伏夜出，寻找中**队阻击阵地的缝隙和各部队之间的接合部进行穿插，伺机渡过汨罗江。
几乎与此同时，新市那里的战斗也落下了帷幕。在付出了巨大的损失，丢弃了几乎所有的山野炮和漫山遍野来不及带走的尸体以后，第三师团主力终于突破了暂编第198师的阻击，抢在后方中国追击部队完成合围之前渡过了汨罗江。只是，为了掩护师团主力的突围，第三师团丢下了三个大队的官兵作为壁虎的尾巴。奉命接应第三师团北撤的日军第九独立混成旅团也在中**队的围追堵截下，损失巨大。处在日军退却路线东翼的第4o师团，几乎是惶惶如丧家之犬，被中**队第第26军等部队追着屁股一顿猛揍，等到他们终于渡过汨罗江的时候，整个师团丧失了将近一半的兵力和大部分的物资补给。
当然，这些部队的命运和第六师团相比总还算是好的。第六师团虽然没有被缴获军旗，但是属下各部队几乎全都只剩下一些百余人的部队逃出了天炉。可以说，整个第六师团已经彻底残废了，只有进行相当于完全重建一个师团这样的大动作，还有较长时间的训练休整，才能使第六师团略微恢复一些元气。当然，这样重建过的部队，能不能恢复到往日熊本强兵的水准，那就不知道了。
1月12日，日军剩余部队相继退至汨罗江北岸，直到此时，他们才得以收容、整顿。
中**队第第第第78军于13日渡过汨罗江，向长乐街以北实施越追击。
1月第第78军等中**队一面寻歼汨罗江以南的残留日军，一面向新墙河以北日军阵地实施袭击。至16日，基本上恢复了会战开始前的态势。第11军指挥所也撤回汉口。
此次会战，根据会战结束以后，国民政府军事委员会及第九战区表的战报说：日军伤亡65944人，俘虏日军中队长松野荣吉以下官兵139人，缴获步骑枪21138枝、轻重机枪415挺、山炮61门、无线电台9架及其他军用品；中**队伤亡官兵第11军所布的战报上的公开统计数字，日军战死1591人（内军官1o8人），战伤4412人（内军官241人），打死军马112o匹，打伤646匹。
第三次长沙会战是太平洋战争爆后日军在中国战场动的一次规模较大的战役。这时日本的南方军正以破竹之势在太平洋战场上取得节节胜利：第14军于1942年1月2日攻占美军防守的菲律宾府马尼拉，第25军于1月11日攻占英军防守的马来亚府吉隆坡，第16军同日攻占了荷军防守的东印度群岛的婆罗洲。但日军第11军在长沙却遭到惨败。以往日军作战，不论胜败，总是设法将阵亡官兵的尸体抢回带走，或焚烧后带回骨灰；情况特别危急时，也尽量将尸体掩埋。而此次会战，从长沙城郊到汨罗江畔，日军遗弃了大量尸体，由此可见其败逃仓皇。中**队长沙会战的胜利，对国内外都产生了积极的影响，不仅进一步坚定了全**民抗战必胜的信心，对提高反法西斯战争盟军的士气，对支援美、英在太平洋战场作战也有一定的作用。
还在第三次长沙会战进行过程中的1942年1月1日，世界上26个反法西斯的国家在美国华盛顿集会，表联合宣言。中国与美国、英国、苏联作为四大强国，领衔在宣言上签字。1月3日，盟国成立中国战区盟军统帅部，经罗斯福总统提名，由中国方面的最高统帅出任该战区盟军统帅部最高统帅，统一指挥在中国的美**队以及东南亚越南、泰国的军队对日作战。罗斯福总统在第三次长沙大捷后的第22天给最高统帅来了一份热情洋溢的贺电，同时宣布再次向中国提供5亿美元的贷款。其后，他并以他夫人的名义，邀请最高统帅夫人宋女士访问美国，在美国国会表演说。他还通过他的代表，驻华美军司令官、中国战区参谋长史迪威将军，授予第第三次长沙会战的具体组织者、指挥者薛上将一枚美国勋章。
会战结束以后不久，二