阿部死后，由独立混成第2旅团独立第3大队大队长绿川忠治大佐接替指挥。11月8日天亮后，在飞机掩护下拼死突围。这时由蔚县、易县、满城、唐县、完县出动增援的日军都在向黄土岭方向全力攻击。八路军接到多路日军正向黄土岭靠拢的消息，为避免遭敌合击，便主动撤出战。这一战毙伤日军900多人，八路军伤亡也有500多人。
影响深远
八路军开始并不知道打死了日军的中将，由于日军增援部队迫近，而不得不撤出战斗，因此未能全歼被围的日军，所以在战后总结时，晋察冀军区还批评一分区打的不好，正准备要一分区做检讨。这时才从日本的广播中得知阿部规秀在黄土岭阵亡的消息，于是检讨会也立即改成庆祝大会了。随后参战部队马上派人去找寻阿部的遗物，据说找到了阿部的肩章和军刀，军刀后来送到延安，解放后就陈列在军事博物馆。而著名的白求恩医生也正是在这场战役中为受伤战士做手术时感染而牺牲。
