攻8天之后，由于伤亡惨重，全线开始动摇。因此，日军第十一军司令部只好在全线崩溃之前，下令全线撤退。
日军开始全线撤退后，中国最高军事委员会命令第六战区**主力立刻对溃退的日军展开追歼战。在追歼战中，**主力重创日军第13师团以及前来接应的第17独立混成旅团，并消灭日军第3师团，第39师团各一部。
中美空军也在追歼战中积极配合地面作战，炸毁多艘日军船只，阻止、延缓日军渡江北撤，为陆军追歼日军赢得时间。
整个鄂西会战，自5月5日起，至6月14日中**队收复公安县止，历时一个多月。中**队虽然付出极大代价，但确保了石牌要塞的安然无恙，从而保证了中国抗战中心陪都重庆的安全。从这个意义上来说，鄂西会战无疑是中**队取得的一次重大胜利。
此次会战，日军在付出2万多人伤亡的惨重代价后，被迫撤回进攻出发地。日军这次作战最大的收获，就是将宜昌的五十多艘船，总共160吨，下航到武汉，充实日军日益不足的长江运输能力。