員接應下，迅速突進縣城，把留守靈丘的日軍分割包圍在縣中學宿營地、21旅團兵站部、21聯隊聯隊指揮部等幾個地方。這次戰鬥是改編成國民革命軍新編第八路軍的紅軍戰士第一次見識兇悍的小鬼子隊伍：裝備精良不說，戰鬥素質和頑強精神也不亞於百戰餘生的紅軍將士們，軍事素質那就強太多了。光舀下一個一百多小鬼子防守的21旅團兵站部（還有不少日本人是文職人員），就傷亡了686團數百名老戰士。這些可都是經過萬里長征留下的老骨頭啊！八路軍傷亡是小鬼子的三四倍，其中幹部傷亡比例尤其大（跟隊伍基層幹部以身作表率有關，不同於周大少團長一時熱血沸騰帶頭衝鋒哈）。686團的團長李天佑又急又氣，也差點上去拼命了。

而且由於第五師團是當時侵華日軍中機械化程度較高的十七個常設師團之一。雖然大部分裝甲車、戰車都在攻擊平型關前線，或者跟隨剛才的援軍走了，靈丘縣城只是留下了兩輛裝甲車，一輛戰車（坦克車），但由於裝備簡陋的八路軍115師也沒有像周大少團長的北上縱隊那樣專門有打擊日軍裝甲目標的神兵利器（周大少團長的隊伍每個戰鬥小隊都有反戰車兵器）。為了消滅這三輛裝甲目標（守城日軍作為了移動式炮臺），115師就陣亡了包括一個連長（由於改編縮編了這個連長原是位紅軍團長）在內的一百多名老紅軍，完全是用人命換來的！

打到下午四點鐘，消滅了四、五百小鬼子（其中有一些是朝鮮人，日本人用來當勞工的，不發武器，蔑稱其為“荷物”），靈丘縣城大部分是舀下了，只留下了縣中學日軍宿營地及21聯隊聯隊指揮部兩個堅固據點。由於八路軍傷亡太大，也無力再發動強攻，最終還是讓二百多小鬼子順利突出去了。此一役，八路軍115師全師傷亡達一千六百餘人，其中主攻的李天佑的343旅686團三千餘人傷亡比例達30％以上，幾乎喪失了戰鬥力，部隊陣亡營連排各級幹部達一百餘人。李天佑團長，楊勇副團長的眼睛裡都能滴出血來了。

收復靈丘縣城的戰鬥結束後，、聶榮臻在給中央的情況通報中檢討了自己盲目攻打日軍佔領縣城的輕率行動，特別提到“其裝備精良，軍事素質之高和戰鬥作風之頑強不同於所見國內的任何一支部隊。我八路軍部隊以後不宜再做此類得不償失的攻擊，應以運動戰、游擊戰、伏擊戰等靈活的戰術為主（就是打得贏就打，打不贏就跑個嘛）”從勝利收復靈丘縣城一役後，八路軍清楚地看到了敵強我弱的巨大實力差距，從此確定了以建立抗日根據地，廣泛發動群眾，實施人民戰爭和游擊戰等為主的戰略戰術，走上了一條適合自己情況和特點的實事求是的抗戰道路。

雖然收復靈丘縣城一役，傷亡慘重，但八路軍115師的收穫也是巨大的。由於靈丘縣城是攻擊平型關日軍21旅團的前哨補給兵站（日軍中旅團以上才設兵站，聯隊是為大行李），115師繳獲了大量的槍支彈藥和軍用物資，其中光是禦寒軍大衣，就夠115師數千攻城部隊人手一件。當然是嶄新嶄新的喲，不是周大少團長繳獲的那些遭他娃“天女散花”禍害過的軍大衣。因此兩支都打了勝仗的隊伍如果一對比：八路軍115師面貌一新，威風凜凜；周大少團長的北上縱隊雖然也人人披件日軍軍大衣（禦寒），卻是又髒（滿是灰塵血漬）又破（到處是窟窿眼），像支“告花兒”部隊！終於外貌上符合了人們心目中那支熟悉的爛杆子川軍隊伍了嘛。

但在賀君玲小姐的眼睛裡，周大少團長的這支“告花兒”隊伍卻像美麗綻放的一朵花兒！最後統計上來的戰果太驚人了：周大少團長的兩千多人的隊伍，前後三次連環伏擊戰，歷時七個多小時。以傷亡170餘人的微小代價，擊毀日軍（三撥）大卡車二百多輛，裝甲車十餘輛，戰車七輛，騾馬大車近千掛（由於炮火兇猛，連炸帶燒這些東西幾乎