被冲溃的日军在各自师团长地指挥下部分依托工事负隅顽抗，部分散乱的则在弹坑中、雪地里就地隐藏，然后在中国军队装甲到来时，抱着炸药、手雷以及日军新研制的爆破筒进行攻击。可惜，中国军队方面步坦协同非常良好，日军这些反扑行动并没给中国坦克造成严重伤害，相反，其外围抵抗力量逐渐被肃清，各个孤立的阵地也逐渐被压缩。

随着阵地逐渐被压缩，各被围困日军师团士兵们在其将官命令下，以他们那所谓的武士道精神揣着炸药包、端着燃烧瓶自其阵地冲出，向进攻中的中国坦克底下扑。仅一天之内发起近二十次殊死冲击，然而全部被机枪扫倒在坦克前。

随着日军阵地被压缩的加剧，中国军队方面的空中轰炸和炮火密集度越来越高，而伴随中国装甲部队进攻的步兵，也让其步兵不得不冒着炮火作战。在最后的短短几小时内伤亡就超过一半，很多曹长、士官在短时间内连升三级，随后痛苦又无奈的发现，其实自己身边根本没有几个还活着的士兵。

蒙古方面军司令荻洲立兵中将见此情景，不得不命令部队选择方向全体突围。虽然他明白，即使部队冲出包围，但在这一眼可以看很远的地平原戈壁上，中国军队装甲部队的快速追击下。究竟能有多少生还实在是未知之数。

然而即使是突围，荻洲立兵在呼叫其他师团试图在方向上进行配合的想法也不能实现，中国军队开始了信息压制，所有日军电报系统几乎在同一时间全体失效。仅仅两日时间。四个师团日军全线崩溃，中国装甲的履带毫不吝惜地碾着冰雪以及日军尸体快速前进。

10万日军最终仅有2万伤残分散冲出重围，三个师团长战死，一个被坦克在雪地之中碾成重伤。随后，这些人在冰雪覆盖的戈壁荒漠上，开始了他们凄惨的与狼共舞的生活。此战，日军总兵力十万五千人，拥有八百门重炮、三百八十二辆坦克，其中部分为准备攻击北方基地而自旅顺、海参崴等地调集地口径巨大的要塞炮以及一些自行火炮。

战后，机械化师团被全歼，所有火炮都被炸毁或落入中国军队手中，近6万人战死，3万伤残被俘。3000余伤残在逃亡途中倒毙，成为草原饿狼的食物，仅自绥远集宁方向向察北逃窜的日军情况稍好。同时。日军一年多来，为对抗北方基地军事力量。所聚集的大量军事物资都落入了中国军队手中，使得部队消耗得到一定补偿。

随后，三支大军在击溃赶来增援的伪蒙古军李守信部部队后。左路向西北插入蒙古直逼满洲里，对关东军指挥中心进行威胁；而中路和右路则相距300公里，以大兴安岭余脉最平缓处的吉林、内蒙交界地乌兰浩特为目标，实施分进合击直逼东北。

一路上这些部队由于远程重炮队伍根据速度较弱，简直把中俄联合空军当成重火力队伍使用。广阔的平原、戈壁使机械化部队进攻道路极为便利，日军在荻洲立兵兵败自杀后虽用尽心机，组织几次相当灵活的抵抗，却根本无法给中国进攻部队带来任何威胁，甚至有的战斗连一个小时时间都不到就迅速结束。

强势地装甲集群以及空中力量，让三路大军根本不理睬日军的各种战术。此后进攻战术非常简单，遇到阻击就是一线平推，火力准备，火力覆盖，把对方完全摧毁，然后军队占领，很少有被称为作战艺术的精彩军事行动。三支部队在这种不计弹药消耗地情况下埋头奋进，推进速度远远超过敌我两方预计。