八路军试图再对井陉隧道来一次轰炸，但钻地炸弹已经用完了，普通炸弹效果不大，只能放弃。他们沿着铁路线阻击日军，很成功地让正太铁路的时速降到了十一公里，每均每天至少有两列军列被击毁，但这已经是他们所能做到的极限了。近两个月的厮杀，八路军弹药快要见底了，更人困马乏，根本就无力阻止数万日军的撤退，只能尽量多留下一些。
大城户三治出色地指挥了这一次撤退行动。本来按参谋部悲观的估计，这次撤退行动日军至少要折损三分之一，才能逃离山西这块死地，但是在他的指挥之下，日军只付出了四千余人伤亡的“轻微”代价，便建制完整的撤回了石门、大同。为了避免激怒八路军，他以强硬的手段阻止撤离前日军对晋中、太原等名城的劫掠行动，有参谋要求一把大火将太原焚为焦土以泄愤，也让他臭骂了一顿。倒不是他对这片土地爱得深沉，事实上，没有人比他更希望将山西变成一片焦土，但他很清楚，如果这样干，八路军必将不顾疲惫穷追猛打，到时候别说撤到石门、大同，就算他们撤回朝鲜都没用！
十一月一日，当这个冬天的第一场雪纷纷扬扬地落下的时候，八路军和晋绥军雄纠纠气昂昂昂地在太原市民趁天动地的欢呼声中进入太原，红旗在这座千年古城上空猎猎飞扬。历经两个月的苦战，他们终于胜利了。
这场大战持续六十八天，整个山西都给卷了进去，直杀得血流成河。八路军前前后后伤亡多达35000余人，尤其是强攻晋中、太原阶段，伤亡更为惨重，光团长就没了四个。晋绥军此次战役表现神勇，给予日军沉重的大打，尤其是歼灭第69师团一战，硬仗基本上都是他们的打。但他们也付出了巨大的代价，孙楚的第6集团军伤亡6000余人，杨爱源的第7集团军伤亡更是多达11000多人。伤亡如此惨重，这两个集团军居然一直保持着高昂的士气强攻硬砸，没有像以前那样千方百计保存实力甚至干脆溃退，也算是一大奇迹了。他们的表现再一次证明，胜利果然是男人的兴奋剂，它可以让懦夫变成勇士，让乌合之众变成猛虎。一支强军，除了严格的训练、精良的装备之外，还得不断用胜利来喂养，否则就只能是花架子。
傅作义的第35军伤亡也多达6000余人，有点伤筋动骨了。但正面击退日军战车第3师团和独立混成第2旅团的战绩却成了这支部队永远的骄傲，战后这个军的番号被完整的保留了下来，此后数十年，入伍、退役的士兵换了数十茬，这份骄傲始终都铭刻在每一名士兵的骨髓里，他们永远记得，他们的部队曾在黄河边，阴山旁，一望无际的大草原上与日军最强悍的战车师团爆发过一场惊天动地的血战，鲜血染红草原，付出6000余人伤亡的代价最终取得了胜利！
日军的伤亡也是一个骇人的数字，三个师团被团灭，前来增援的第26、27师团也被打到吐血，据日军扭扭怩怩公布的数字，此役日军伤亡达到42000人。但知情人士表示这个数字至少缩水了三分之一。
哪怕是缩水三分之一的数字，也是骇人听闻。正如冈村宁次哀叹的那样：经此一役，第一军不复存在了！
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