在武汉保卫战中，中国空军在苏联志愿航空队配合下，与敌激战，取得重大战果，共击落日机62架，炸毁日机16架，炸沉日军舰艇23艘，有力支援了地面部队作战。中国海军在长江上也进行了激烈战斗，在沿江要塞布置水雷，设置海岸炮，并击沉日舰多艘，有力迟滞了日舰沿江进攻。
由于中国军队各处顽强、持续的阻击，各路日军在付出惨重代价后，迟至10月底才完成由东、南、北对武汉的三面包围。然而，中国军队从持久抗战的战略角度出发，未与敌决战，而是从武汉地区撤退，保存了有生力量。
