岡村寧次的撤退命令說：“華軍頑強，現仍潛伏於汨水、修河兩岸地區。本軍爲避免不利態勢，應速向原陣地轉進，以圖戰鬥力之恢復，並應嚴密防備華軍之追擊。”
儘管日軍各參戰部隊接到了11軍司令部下達的撤退命令，並且開始爲執行該命令作準備，但是爲了掩飾即將開始的撤退，日軍部隊在當天並沒有停止在前線向中國軍隊繼續發起進攻，只是這些進攻的力度沒有以前那麼大而已。
日軍的佯攻起到了他們預想的效果。正在前線和日軍作戰的各支中國軍隊，並沒有發現日軍即將撤退的跡象。
同樣在這一天，薛代理司令長官被正式任命爲第9戰區的司令長官，關代總司令也被正式任命爲第15集團軍的總司令。這一天，戰事平靜。
這一天的下午，繼進攻永安市的日軍被迫倉皇敗退之後，橋頭驛、上杉市等地日軍相繼後撤。日軍的撤退行動終於全面開始了。
身在前線的第15集團軍關總司令發現了日軍撤退的跡象。他當即下令各部跟蹤尾擊由上杉市撤退之敵，以汨羅江南岸爲目標截擊殲滅之。具體部署是：第73軍以一部向平江方向挺進；第52軍第25、第195師各以一部圍殲上杉市殘敵，分派支隊向金井、福臨鋪、青山市等處跟蹤追擊至汨羅江南岸，力爭將撤退之敵截擊殲滅；第59師以一部向慄橋、三姐橋尾追殘敵於汨羅江、營田一帶殲滅之。
10月2日，第15集團軍各部開始追擊，當日克復上杉市。
3日，第25、第195師追擊到達福臨鋪、金井附近。日軍開始向汨羅江北岸退卻。
4日，第15集團軍收復長樂街、汨羅、新市等處。
直到此時，第九戰區的薛長官才斷定日軍確實是在撤退，於是趕緊下令，要求各部隊“以現在態勢立向當面之敵猛烈追擊，務於崇陽、岳陽以南地區捕捉之”，“對敵之收容部隊，可派一部監視、掃蕩之，主力力行超越追擊”。
但爲時已晚，日軍大部已渡過汨羅江。
10月5日，中國軍隊繼續向北追擊。日軍上村支隊由營田登艇北逸，第37軍收復營田。
10月7日，岡村寧次前線指揮所從咸寧撤走。
10月9日，第195師進佔鹿角、新牆、楊林街之線，日軍陸續退回新牆河以北地區。
在這次追擊作戰裡，儘管，參戰的國軍各部隊接令後全速追擊，但日軍畢竟訓練有素，撤退亦迅速有序。除8日第2師、第25師在新牆河南與敵掩護部隊激戰外，基本上沒有發生大的戰鬥。而薛嶽也沒有命令各部乘勝追擊，打過新牆河，收復岳陽等失地。日軍退走後，第9戰區軍隊逐步恢復原有的陣地，兩軍形成對峙。
至10月14日，贛北、鄂南、湘北各戰場均恢復到戰前態勢，第一次長沙會戰結束。
伴隨着第一次長沙會戰的結束，重慶國民政府方面有關“湘北大捷”的宣傳報道，迅速傳遍了全國各地。隨後，全國各大報刊的主要位置，幾乎全部被長沙會戰勝利的消息所佔據。
實際上，自9月下旬起，長沙會戰的消息就不斷地傳到重慶，再經過國民政府方面電臺和報紙的宣傳，已經引起了國人的注意。
還在10月初，日軍剛剛撤退時，薛長官就急不可待地向最高統帥報捷：
“……日軍分三路進攻長沙，我誘敵深入，於長沙附近予以痛擊，敵傷亡慘重，向北潰逃……”
幾乎與此同時，在前線協助薛長官指揮會戰的白主任、陳部長也都向最高統帥發去了捷報。
不久，以最高統帥爲首的黨政軍各界要人又紛紛給第9戰區發去賀電。
最高統帥電文：“……此次湘北戰役，殲敵過半，捷報傳來，舉國振奮，具是指揮有方，將士用命，無任嘉勉，所有此役有功人員，希切實查明評報，其死傷官兵，並應查報，以憑獎恤，自茲勝利初基業已奠立，我將士之責任愈重，務望勉勵所部，格外戒慎，倍加努力，勿驕矜，勿懈怠，光大戰績，用集大勉，至深企盼。”
國民政府電文：“薛長官伯陵勳鑑：此次寇犯湘北，關係戰局綦重，該長官指揮有方，所部忠勇效命，殲除頑敵，保障全湘，捷報傳來，舉國歡慶，應即覆電嘉慰，並飭傳諭所屬，益加奮勉……”
軍政部的何部長電文：“長沙薛長官伯陵兄：湘北會戰，經獲全勝，捷音傳來，良深欣賀，吾兄指揮有方，殺敵致果，厥功無偉，敵人遭此慘敗，心膽俱寒，仍希再接再厲，奮邁前進，以獲全功。”
長沙會戰的勝利消息迅速傳遍全國，極大地鼓舞了國民對於抗日勝利的信心，各地民衆奔走相告，儘管嚐盡戰爭之苦，仍節衣縮食慷慨解囊，僅慰問三軍將士醫療創傷之捐款就達34萬元。即使敵佔區的民衆亦欣喜若狂。10月18日香港《大公報》發自上海的報道《孤島的國慶》稱：“自從租界當局限定懸旗的日子以後，孤島上已經四五個月不見國旗了。正當湘北大捷聲中，青天白日旗又滿街飛舞，激動每一個人的熱情，吐出一口窒懸已久的長氣。”
這次大捷適逢國際反法西斯戰線處於低潮之際，希特勒德國9月1日進攻波蘭，拉開了二次世界大戰的序幕，正當德軍勢如破竹之際，東方反法西斯戰鬥的勝利，無疑鼓舞了全世界。乃至於國際社會不相信自己的耳朵。美聯社、合衆國際社、泰晤士報、塔斯社等國際知名媒體組織聯合戰地記者團，赴湘北考察證明此次大捷確有其事，紛紛向世界報道，中國的軍威，揚名世界。
會戰結束以後，作爲會戰的指揮官，岡村寧次中將在對東京的軍部所做的報告《關於迅速解決日華事變作戰方面的意見》中承認：“敵軍抗日勢力之中樞既不在於中國四億民衆，亦不在於政府要人之意志，更不在於包括若干地方雜牌軍在內之200萬抗日敵軍，而只在於以***爲中心、以黃埔軍官學校系統的青年軍官爲主體的中央直系軍隊的抗日意志。只要該軍存在，迅速和平解決有如緣木求魚。”日本軍部的總結報告也承認：“中國軍隊攻勢的規模很大，其戰鬥意志之旺盛，行動之積極頑強，在歷來的攻勢中少見其匹。我軍戰果雖大，但損失亦爲不少。”
第一次長沙會戰結束後，日方和國民政府方面各自都公佈了己方統計的戰果：
日方聲稱此戰斃、傷、俘國民黨軍4.8萬餘人，而日方的傷亡數字僅爲3600人；
國民政府方面則宣稱日軍死傷3萬餘人，第9戰區的傷亡人數爲4萬餘人。
事實上，當時雙方在作戰中究竟各自損失了多少人，大概雙方誰都很難說得清楚。諱敗言勝，是在這場戰爭裡雙方都經常做的。這種現象一直延續到後世的日本防衛廳對於當年那場戰爭的所編輯的戰史資料裡。
那麼，這一仗究竟是中國軍隊勝利了，還是日軍勝利了呢?
從國民政府方面的宣傳看，顯然是將己方作爲勝利者。而當時的日軍指揮官岡村寧次中將在其回憶錄中卻有着截然不同的看法。他甚至連中國方面把此次會戰冠之以“長沙會戰”的名稱，都認爲是不準確的。他說，第11軍的作戰原案中並沒有一定要佔領長沙的提法，而是要在贛江與湘江之間打擊中國軍隊，若作戰進展順利則相機攻佔長沙，因此，如何有日軍兵敗長沙一說?在岡村寧次那裡，這次會戰被稱爲“湘贛會戰”，並認爲他纔是勝利者。
而當時的第9戰區司令長官部參謀處副處長兼作戰科長，在四十多年以後曾撰文指出：“此次會戰，我軍是逐次抵抗，且有既設陣地可供利用；日軍是攻者，常暴露於我陣地之前，其傷亡不會比我軍少。據實而論，只能算是一個‘平局’。說是‘長沙大捷’，有些誇張。”
後世的一些研究戰史的學者曾指出：此次會戰，從日軍進攻開始，至日軍主動撤退告終，戰場全局的主動權基本上操之於日方。戰鬥結束後，雙方軍隊都回到原有陣地。因此，就會戰局部而言，雙方未分勝敗。但從抗戰的全局而言，卻是對中方有利。日軍要消滅第9戰區主力的目的未達到，反而消耗了自己不少兵力和武器，並退回原陣地。而中國方面判斷日軍將進攻長沙，爲此做好了萬一長沙不守的多種準備，所以將日軍未能攻到長沙而退卻視爲勝利。
這次會戰到底誰勝誰敗，雙方都是各執一詞，各有各的調子。不過，這些事情對於劉建業來說，根本就是吃飽了撐得沒事做，閒得發慌的人才會幹的。
作爲參加會戰的前線指揮官，劉建業現在忙着的是重新編組部隊，撫卹陣亡和負傷將士，向軍政部和戰區彙報作戰情況，總結檢討，等候補充。這些都是作爲一個部隊的主官在戰後必須做的事情。
就在這個時候，劉建業又接到了以軍委會名義發來的命令，要他到南嶽衡山參加由最高統帥親自主持的第二次南嶽軍事會議。