被八路军第129师的交叉火力和手榴弹杀伤消灭，日军残部一股窜入神头村内凭借民房抵抗，也很快被八路军第129师的战士们消灭。
战至11时3分，除日军百余人由潞城方向逃跑外，其余全部被八路军第129师歼灭掉。
此时，先前越过八路军第129师伏击地区进到浊漳河南岸之敌，也被八路军第129师第771团特务连歼灭。
当神头岭围歼战激烈进行之时，黎城之敌一部曾向神头岭方向增援，但被浊漳河所隔，并遭八路军第129师特务连阻击，该敌遂在炮火掩护下抢修赵店桥。
当神头岭伏歼战基本结束时，八路军第129师特务连奉命撤回，该日军的援部将桥修复后，也退回黎城。黄昏后，我八路军第129师又将该赵店桥焚毁。
13时，潞城留守之敌，慌忙增援，被八路军第129师第772团第7连，歼灭于神头村以南。
14时，敌又出动百余人来援，大部被八路军第129师派出的阻击部队给歼灭掉，其余日军窜回潞城。
至16时，神头岭伏击战胜利结束时，共毙伤俘敌15余人，毙伤和俘获骡马6余匹，缴获各种枪支55余枝，击毁敌汽车百余辆。八路军第129师伤亡24余人……
华胜利又得到了在正面战场上，八路军也取得了抗日战争的一场胜利，他非常地高兴和振奋。
华胜利立即命令抗日义勇军独立旅南征军，准备好一切随军出征的物资和武器弹药，将择日出征杀侵华的日本鬼子……