途的百姓们自发组织起来，拿着锄头、扁担，加入到追击的行列中，有的为中方部队带路，有的则拦截溃散的日军士兵，为这场反攻增添了不少助力。
十二月七日，中方部队追击至大同外围阵地。此时的日军已龟缩在大同城内，凭借坚固的工事固守待援，中方部队经过连日追击，也已疲惫不堪，弹药与粮食供应也需要补充。阎老西与汤恩博商议后，决定停止追击，在大同外围构筑防线，与日军形成对峙。
忻口战役至此落下帷幕。经统计，此战日军前后共损失三万余人，其中第五师团伤亡过半，第十师团伤亡达一万余人，独立混成第二旅团只剩不到一个联队的兵力，装备损失更是不计其数，大量的火炮、坦克、汽车被中方缴获。而中方部队虽也伤亡五万余人，但相较于日军的损失，已是一场辉煌的大胜。
消息传回南京，国府立刻大肆宣传忻口大捷。中央广播电台连日播报战役的胜利消息，报纸头版头条刊登“忻口大捷，重创日寇”的标题，委员长还特意发表讲话，称赞“忻口之胜，是全民族抗战的伟大胜利，是各军队同心协力的成果”，并对阎老西、汤恩博、韩复榘、杨虎成及八路军进行了嘉奖。
国际社会也对忻口大捷给予了高度关注。英吉利《泰伍报》评论道：“忻口战役的胜利，展现了华夏军队的顽强战力与中华民族的团结精神，小日子‘三个月灭亡华夏’的狂妄企图，再次遭到沉重打击。”美立坚《纽时报》也报道称：“华夏军队在忻口的胜利，改变了华北战场的局势，日军的进攻势头已被遏制。”
而东京日军大本营，却陷入了一片死寂。忻口战役的惨败，让日军损失了三万余精锐，第五、第十师团元气大伤，短期内难以恢复战力。更重要的是，这场失败让日军在国际上丢尽了脸面，原本嚣张的侵略气焰遭到沉重打击。日军参谋本部不得不调整华北战略，从原本的全面进攻转为战略防守，华北战事从此陷入焦灼状态。
“支那人的战力超出了我们的预期，尤其是李辰的部队与中央军、晋绥军的协同作战，给我们造成了巨大的损失。”日军陆军大臣杉山元在作战会议上沉声道，“华北战场已无法实现快速突破，我们必须调整部署，稳固现有占领区，再图后续进攻。”
北平前线，李辰收到忻口大捷的战报后，脸上露出了欣慰的笑容。他
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