隨著第78軍的到來，伍公市一帶的戰鬥也逐漸的停息了下來。第六師團的殘餘部隊在各自帶隊軍官的率領下，分散成若干小股，晝伏夜出，尋找中**隊阻擊陣地的縫隙和各部隊之間的接合部進行穿插，伺機渡過汨羅江。
幾乎與此同時，新市那裡的戰鬥也落下了帷幕。在付出了巨大的損失，丟棄了幾乎所有的山野炮和漫山遍野來不及帶走的屍體以後，第三師團主力終於突破了暫編35師和第198師的阻擊，搶在後方中國追擊部隊完成合圍之前渡過了汨羅江。只是，為了掩護師團主力的突圍，第三師團丟下了三個大隊的官兵作為壁虎的尾巴。奉命接應第三師團北撤的日軍第九獨立混成旅團也在中**隊的圍追堵截下，損失巨大。處在日軍退卻路線東翼的第40師團，幾乎是惶惶如喪家之犬，被中**隊第37軍和第26軍等部隊追著屁股一頓猛揍，等到他們終於渡過汨羅江的時候，整個師團喪失了將近一半的兵力和大部分的物資補給。
當然，這些部隊的命運和第六師團相比總還算是好的。第六師團雖然沒有被繳獲軍旗，但是屬下各部隊幾乎全都只剩下一些百餘人的部隊逃出了天爐。可以說，整個第六師團已經徹底殘廢了，只有進行相當於完全重建一個師團這樣的大動作，還有較長時間的訓練休整，才能使第六師團略微恢復一些元氣。當然，這樣重建過的部隊，能不能恢復到往日熊本強兵的水準，那就不知道了。
1月12日，日軍剩餘部隊相繼退至汨羅江北岸，直到此時，他們才得以收容、整頓。
中**隊第20軍、第58軍、第73軍、第4軍、第37軍和第78軍尾追至汨羅江南岸後，第78軍於13日渡過汨羅江，向長樂街以北實施超越追擊。
1月15日，日軍退至新牆河北原防地，第20軍、第58軍、第78軍等中**隊一面尋殲汨羅江以南的殘留日軍，一面向新牆河以北日軍陣地實施襲擊。至16日，基本上恢復了會戰開始前的態勢。第11軍指揮所也撤回漢口。
此次會戰，根據會戰結束以後，國民政府軍事委員會及第九戰區發表的戰報說：日軍傷亡65944人，俘虜日軍中隊長松野榮吉以下官兵139人，繳獲步騎槍21138枝、輕重機槍415挺、山炮61門、無線電台9架及其他軍用品；中**隊傷亡官兵39217名。而據日方第11軍所發佈的戰報上的公開統計數字，日軍戰死1591人（內軍官108人），戰傷4412人（內軍官241人），打死軍馬1120匹，打傷646匹。
第三次長沙會戰是太平洋戰爭爆發後日軍在中國戰場發動的一次規模較大的戰役。這時日本的南方軍正以破竹之勢在太平洋戰場上取得節節勝利：第14軍於1942年1月2日攻佔美軍防守的菲律賓首府馬尼拉，第25軍於1月11日攻佔英軍防守的馬來亞首府吉隆坡，第16軍同日攻佔了荷軍防守的東印度群島的婆羅洲。但日軍第11軍在長沙卻遭到慘敗。以往日軍作戰，不論勝敗，總是設法將陣亡官兵的屍體搶回帶走，或焚燒後帶回骨灰；情況特別危急時，也盡量將屍體掩埋。而此次會戰，從長沙城郊到汨羅江畔，日軍遺棄了大量屍體，由此可見其敗逃倉皇。中**隊長沙會戰的勝利，對國內外都產生了積極的影響，不僅進一步堅定了全**民抗戰必勝的信心，對提高反法西斯戰爭盟軍的士氣，對支援美、英在太平洋戰場作戰也有一定的作用。
還在第三次長沙會戰進行過程中的1942年1月1日，世界上26個反法西斯的國家在美國華盛頓集會，發表聯合宣言。中國與美國、英國、蘇聯作為四大強國，領銜在宣言上簽字。1月3日，盟國成立中國戰區盟軍統帥部，經羅斯福總統提名，由中國方面的最高統帥出任該戰區盟軍統帥部最高統帥，統一指揮在中國的美**隊以及東南亞越南、泰國的軍隊對日作戰。羅斯福總統在第三次長沙大捷後的第22天給最高統帥發來了一份熱情洋溢的賀電，同時宣佈再次向中國提供5億美元的貸款。其後，他並以他夫人的名義，邀請最高統帥夫人宋女士訪問美國，在美國國會發表演說。他還通過他的代表，駐華美軍司令官、中國戰區參謀長史迪威將軍，授予第9戰區司令長官、第三次長沙會戰的具體組織者、指揮者薛上將一枚美國勳章。
會戰結束以後不久，二月九日，中國方面最高統帥藉著戰勝的東風，訪問印度。針對日本首相東條英機宣佈日本援助印度獨立和印度反英的情緒，最高統帥會見了包括聖雄甘地和尼赫魯等印度政界重要人物，使出全身解數說服印度各黨派。印度也從中國取得的長沙大捷中，看到抵抗法西斯戰爭勝利的前景，同意在戰爭期間繼續留在英帝國的版圖裡，從而將本已發生動搖的印度拉回到同盟國的陣營。
另外，第三次長沙會戰勝利後不久，美、英政府便主動向中國國民政府提出，要廢除西方列強與中國歷屆政府簽訂的一系列不平等條約，歸還上海、廈門等地的公共租界，取消領事裁判權。是年的雙十國慶，最高統帥於陪都通過講演，興奮激動地宣佈實現了國父中山先生的此一遺願。
一個國家，一個民族，必須自尊、自強，才能贏得世界上其他國家和民族的尊重與平等對待。第三次長沙會戰的勝利，給中國帶來的種種榮譽與平等待遇，再一次證明了這一真理。
當然，中國國際地位的提高，並不僅僅是因為中國取得了第三次長沙會戰的勝利。應該說，這是整個中華民族同仇敵愾、共禦外侮，經過長期不懈的艱苦努力才換來的。就像後世的新中國通過一場艱苦卓絕的朝鮮戰爭，打敗了強大而不可一世的美**隊，使得中國真正成為可以和各列強國家在談判桌上平起平坐，共同掌握世界命運的大國。
一個國家的大國地位歸根結底還是通過在戰場上打敗另外一個或幾個大國獲得的。這句話，始終都深刻地反映了世界政治的內涵。
中**隊在此次會戰中獲得勝利的主要原因是第九戰區的作戰指導正確。針對日軍貫用「鑽隙戰術」懸軍深入、速戰速決、後續力量極為薄弱、後方聯絡線過長等特點，「始終按照天爐戰要領指導作戰」。據第九戰區《第三次長沙會戰戰鬥詳報》所記，天爐戰的具體內容是：「挺進兵團」在敵人後方進行遊擊戰，「任敵原佔地區內主要交通、通信之破壞及敵援軍之阻擊」：「警備兵團」「任第一線（即緒戰地第一網形陣地帶）之作戰，敵進犯時遲滯消耗敵軍，爾後轉為尾擊兵團」：「尾擊兵團」「待敵通過第一線陣地後，銜尾猛攻，參加決戰，力制（止）敵軍築路，截擊敵輜重，斷敵補給，擊敵後援」：「誘擊兵團」「佔領緒戰地第二、第三網形陣地帶，遲滯消耗敵軍，爾後轉為側擊兵團」：「側擊兵團」「位置於決戰地左（右）前方，適時側擊敵軍」：「守備兵團」「先擔任決戰地之守備，俟敵攻勢頓挫，斷行反擊」：「預備兵團」「佔領決戰地後方要點，必要時參加決戰，擴張戰果；或依情況佔領預備陣地，收容決戰地部隊，轉移作戰」。
這實質上是利用多層次工事，以運動防禦逐次抵抗，誘敵深入；以堅強的陣地防禦戰阻敵於預設地域，爾後集中兵力以外線進攻的運動戰圍殲敵人。它的中心思想與《論持久戰》中一再指出的「運用運動戰、陣地戰、游擊戰三種方式互相配合，必能使敵軍處於極困難地位」的精神是基本符合的。由於挺進兵團和尾擊兵團的戰鬥不僅使日軍的後方彈藥、糧食以及醫藥等軍需物資供應不上，使其在當地籌掠糧草的企圖也因不能分散兵力而無法實施。據二戰以後由日本防衛廳整理出版的日軍戰史記載，當日軍被圍於瀏陽河以北、福臨鋪地區時，從1日至4日，日軍有不少聯隊每個士兵僅有子彈10發至15發，每個分隊僅有手榴彈一兩枚，不得不以刺刀進行白刃戰。日軍戰史也不得不承認「作戰始終是在極為困難的情況下進行的」，中**隊「引誘日軍一直深入到長沙，集中長沙城內外的30萬大軍將日軍包圍。爾後，日軍第一線部隊幾經苦戰，付出了高於香港作戰兩倍多的犧牲，於1月15日撤回到原駐防地。這次作戰，動搖了一部分官兵的必勝信念。」
第九戰區防守新牆河南和汨羅江南的第一、二線部隊能夠依托既設陣地逐次抵抗，給予日軍以一定程度的遲滯和損耗；守備長沙的部隊能夠堅守核心陣地，以不怕犧牲的頑強抗擊，將日軍主力抑留於預定決戰地區四晝夜，爭取了外線部隊合圍日軍的必要時間，這也是此次會戰獲勝的重要原因。
第九戰區和多數擔任堵擊、截擊以及追擊兵團的指揮官在作戰指導上忽略了控制渡河點，則是這次會戰雖然獲勝而並未能按照計劃全殲日軍或殲滅更多日軍、卻使其得以大部退回原駐地的重要原因之一。如果擔任堵、截和側擊的部隊都像第79軍預先控制了東山及磨盤洲等瀏陽河渡河點，並炸毀了日軍架設的軍橋，使日軍遭受重大損失而仍無法渡河，新20軍通過積極主動的迂迴進擊，搶佔日軍渡江渡口的話，則被殲日軍必將更多；如果擔任追擊的部隊能事先考慮到追擊路線，部署一定兵力，控制較多的渡河點，則可以迅速渡河緊追敵後，不使日軍輕易擺脫，也必能給予日軍以更大打擊。相反，如暫5師由岳麓山追擊潰敗之敵，渡湘江、瀏陽河、撈刀河時，只有一個渡河點，且未能預先準備，以致行進遲滯，遭受敵機轟炸而受損害。
儘管在這場會戰裡，中國方面的指揮作戰，有著各種各樣的錯誤和遺憾，但是無論從哪個方面上來講，中**隊在長沙城下取得這次勝利，都是在此前的抗戰歷史上從未有過的空前的大勝利。雙方動員參展兵力之多，戰鬥之激烈，都是抗戰歷史上很少有的。
這次會戰以後，日軍第11軍這支關內部隊裡唯一的戰略機動作戰力量，遭受到了前所未有的重創，作為軍主力的第三師團基本喪失戰鬥力，第六師團幾乎被全殲，這讓其他的日軍部隊深受震撼，許多官兵對於戰爭能否如日本所願取得最後勝利產生了懷疑動搖。
中**隊為了此次會戰的勝利，也付出了巨**bs八路文網的代價。會戰期間，第九戰區位於敵後的各挺進縱隊為了策應主戰場上的部隊作戰，積極展開游擊戰，活動於臨湘、蒲圻、咸寧、崇陽間廣大地區，襲擊日軍後方勤務機關和破壞交通、通信，給日軍行動造成困難。為了協同地面部隊作戰，日軍第1飛行團動用了偵察第44戰隊、戰鬥第54戰隊和獨立第18中隊的50餘架飛機支援其地面部隊，給中**隊造成一定的傷亡。此時中國空軍尚未恢復實力，作戰飛機數量尚少。當日軍敗退途中被圍困於福臨鋪地區時，中國空軍第2大隊從成都起飛9架轟炸機，至長樂街轟炸，以切斷日軍退路，配合圍殲作戰。返航途中遭到日軍第54戰隊8架戰鬥機的攻擊。第2大隊邊戰邊退，擊落日97式戰鬥機1架，擊傷2架。第2大隊亦損失轟炸機2架，但創下了以轟炸機擊落戰鬥機的成功戰例。
作為會戰主力的陸軍部隊再次付出了巨大的犧牲。僅僅是新20軍，前後在長沙城下和汨羅江邊的兩次戰鬥，為了取得最後的勝利，拚死作戰，都使得新20軍付出了極為沉重的代價。會戰結束的時候，總計人數將近4萬的新20軍，滿打滿算，也只剩下不到1萬5千人。
會戰的勝利，讓坐陣重慶的最高統帥十分欣慰，再一次為前線各部頒發勳章獎章，加官晉級。
新20軍的新14師由於在長沙城和伍公市的兩次堅決阻擊作戰，被軍事委員會授予了一幅臂章，臂章的圖案是一塊大石頭，下面有兩個字「磐石」。根據軍事委員會的命令，這是為了表彰新14師在作戰裡守如磐石，堅不可摧。此後，在**裡，新14師就有了自己的代號「磐石」。
劉建業因為在長沙城的戰鬥裡指揮有功，被授予了青天白日勳章；雖然，他在伍公市的阻擊戰鬥裡也有出色的表現，但是因為他畢竟是抗命在先，帶領部隊擅自行動，功過相抵，不予表彰。當然，作為當事人的劉建業並不在乎這個，自參加**抗戰以來，他得到的各種勳章獎章，已經不少了，多一個不多，少一個不少。
因為新20軍在此戰裡損失過大，部隊基本上已經無力再戰，根據第九戰區的提議，軍事委員會的命令，新20軍被從第九戰區調離，前往湖北恩施一帶進行整補。
正當劉建業忙於率領自己的殘破不全的部隊，做著從湖南轉移到恩施的準備的時候，一份軍事委員會的電報讓他又不得不把部隊暫時交給楊參謀長率領，自己則登上一架專程前來的美制c-47「達柯他」軍用運輸機，踏上再次前往陪都的行程。