日军丢下上百具尸体败退下来，转头企图从辛庄突围而逃，李天佑派兵追击。
命令预备队投入战斗，竭力堵住敌人撕破的缺口，使敌人无法突围。
下午2时，686团与687团合力全歼了沟底日军辎重队，并一起向日军辛庄残部杀去。从早上7时战至下午4时，战斗结束。峡谷里尸横累累，日军一千余人被歼，竟无一人被俘，可见日军凶残程度。
此战歼灭日军一千余人，毁敌汽车一百余辆，大车二百余辆，缴获九二式野炮一门，轻重机枪20多挺，步枪一千余支，掷弹筒20多个，战马53匹，日币30万元及大量食品和军用物资。八路军伤亡六百余人。
这是八路军出师抗战后第一个重大胜利，也是“七七事变”以来，中队取得的第一场完整的胜利。
9月25日，延安张闻天住处。
拿着一份电报走进，乐呵呵地说：“出师大捷这是朱老总、彭德怀、、聂荣臻拍来的电报。”
张闻天接过电报，读毕十分欣喜。
说：“大造舆论，大搞宣传，要让全世界都知道。”
张闻天说：“还要向报告。”
“这可是建军以来头一回，打了胜仗得向我们的死对头报告”
“挺有意思，这是一种角色的转变。用谁的名义”
“只能用八路军总部之名。我们的党可不归老蒋管。”
“你说得对。同时以中央名义在内部对予以嘉奖，以激励其他部队。”
：“向他们指出，在打的同时，猛烈地壮大自己。名正言顺，机不可失啊”
张闻天送出门，客气地说：“以后有什么事情，我上你那儿去。”
笑道：“你是总书记。走路哪能头朝下呢”
9月25日，南京官邸。
陈布雷拿着一份电报进来：“委座，八路军总部的电报，说他们打了个大胜仗。”
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