4月19日下午三点，山下奉文的中国驻屯混成旅团趁杨成武的新一团没有包围张北县城时弃城而逃，退回了张家口。下午五时左右，新一团进驻张北县城。
同天下午四点半，日军第20师团步兵第39旅团撤军南下，沈玉泉率部追击，高木义人少将付出了惨重伤亡后退到了阳高大同一带。20日上午十点，第39旅团旅团部入驻大同，而新二团趁机重新占领了天镇县。
19日下午五点，谷寿夫所部后撤回卓资山县城。韩云华率部紧跟其后，屯兵于卓资山县城以东十里处。20日上午八点，谷寿夫率部向归绥方向撤去，在撤退途中遭到了塞北军分区主力的伏击，谷寿夫所部损失惨重，野战重炮联队全军覆没。20日下午六点，在归绥城敌军的救援下，谷寿夫所部终于回到了归绥城，新三团一营占领了卓资山县城，至此内蒙古军区反围剿战役全面结束。
战役虽然结束了，但是此战的余波却刚开始扩散，日军的撤兵引起了各方的高度关注，武汉最高当局、延安总参谋部、军政部、第二战区长官部、八路军总部先后来电询问战果。
4月22日下午四点，内蒙古军区在集宁原日军守备司令部召开作战总结大会，各军分区司令员政委以及各团团长政委必须参加。
会议室里的气氛很活跃，一个个团级军政长官聊的那是一个热火朝天。本来就是吗，打了胜仗谁都高兴，更何况内蒙古军区绝大部分的军政主官都是从一线提拔上来的年轻干部，平均年龄都很小，这些年轻的军官们思想活跃有激情，打仗时有勇有谋也敢打敢拼，在底下更是没个正行，和手下的战士们打得火热，这下打了胜仗还不闹翻天呀。
韩云华和沈玉泉相跟着走进会议室，并且紧挨着坐了下来。
韩云华站起来说道：“同志们，经过八天多的艰苦战斗，我们打退了日军的重兵围剿，并且在保卫了根据地的同时也取得了重大战果，同志们我们有理由为牺牲了的战友同时也为我们自己鼓一次掌。”说完率先拍起了手。
会议室里的一众高级军官都跟着鼓起了掌，一时间小小的会议室里掌声雷动。
接着韩云华又说道：“下面就让沈政委为大家作这次战役的战斗总结。”
沈玉泉大声道：“此次战役，日军华北方面军共出动了两万三千多精锐部队以及一万六千多伪军，同时配以飞机重炮以及大量的战车，对我内蒙古军区大青山根据地发动了全面进攻。为了打退敌人的进攻，军区集中了21个正规团和4个独立营以及四支特战中队约五万六千多人的正规部队，同时配合作战的还有12个县大队和47个区小队以及大批的民兵，在方圆几千平方公里的土地上我们共投入了七万多人。是役我们收复军事重镇集宁，占领了卓资山、张北、天镇这三个县城，共歼灭日伪军两万三千多人，全歼其大同方面军，击毙第26师团地26旅团旅团长黑田重德少将。其中击毙日寇九千多人，击伤四千多人。击毙伪军四千多人，俘虏了六千多人。同时缴获三八式步枪6543支、中正式步枪6574支、轻重机枪345挺、迫击炮掷弹筒45门（具）、野战重炮16门、各种子弹267万发、炮弹1万多发、一个野战医院的所有药品以及医疗设施、战马3786匹、粮食财物若干。同时我们还解救出国民党部队以及我们八路军各部的战俘13672人，并且解救出一大批被鬼子迫害关押在大同城中的革命斗士，其中包括国民党冀中游击总队司令马朝阳少将等高级干部。我们还在大同外围的矿井里解救出近三万名中国劳工，其中有很大一部分劳工为国共各个战场被俘的战士，现在这些人都已经安全到达了根据地。这就是我们这次战役所取得的战果，比国民党台儿庄战役所取得的成绩有过之而无不及，狠狠打击了日寇的嚣张气焰。”沈玉泉的话还未说完，会议室里便响起了热烈的掌声。
沈玉泉顿了顿继续说道：“同志们，战果是辉煌的，成绩是有目共睹的。但是我们的伤亡也是惨重的，是役我们内蒙古军区共伤亡了一万六千多人，其中牺牲人数为3412人，重伤人数为1212人，轻伤人数13245人。伤亡率达到了30%，而这些伤亡绝大多数为我们的正规兵团。敌我伤亡比约为1.5：1，我军占有绝对优势。同时根据地也遭到了很大的破坏，有43个村子遭到鬼子飞机轰炸，尽管伤亡不大，但是给根据地的经济造成了无法估量的损失。还有就是我们的武器装备损失也很严重，经此一役我们共被炸毁或者是自身使用损坏的轻重机枪就达到了264挺，步枪4231支，各种火炮59门。”