日军于9月5日攻占祁阳，7日攻占零陵，13日占道县，14日不战而占领筑有坚固国防工事的全县。至此，长衡会战结束。国民**统计中国军队伤亡90577人，日军伤亡66809人。日军第11军统计，至衡阳失守时，中国军队阵亡66468人，被俘22460人，被缴获的武器约为10个师的装备。
从会战开始至7月20日，日军战死3860人，战伤8327人，病7099人，总计伤亡减员19286人。但日军估计至8月中旬伤亡人数当达到4万至5万人。在这两场连续的战役中，日军总计动员兵力约51万，其参战兵力之多、作战地域之广，打破了日军侵华以来的空前记录，据称在日本陆军作战史上亦是史无前例的。
对中国军队而言，它也是1938年以来所遭遇到的规模和破坏力最大的一场战役。数十万士兵及无数的平民伤亡;国民**的统治区域被日军的南北通道切成两半;在失去1/4的工厂的同时，**的财政收入来源亦随之锐减。
日本军国主义分子正在狂热庆祝之时，赵继统再次给他们泼了盆冷水，他将6月15日，47架b-29从中国成都起飞，轰炸位于日本九州岛的八幡钢铁厂之事为先导，证明美国的新式飞机已经有