军被截断的不止是退路，同时任何补给也被中断了。虽然几面几战打得不错，但却消耗了大量的弹药，太原兵工厂当年给西北军的轰炸机炸得一踏糊涂，后来又基本拆走了能利用的机械运到奉天。失去了补给的日军很快在激烈的交战中弹药告尽。

没有了弹药，手里的步枪也成了烧火棍，大炮不是在西北军的轰炸下被毁，就是因为打光炮弹被弃，五万余日军在山西苦战了近三个月，最终因为弹药消耗殆尽，被晋绥军与西北军合力歼灭三万一千作们，另外两万余人在弹尽援绝下，被迫降。至此，山西成为民国继绥远之后，被全境光复的省份，另外这次在大包围战中，也是第一次成功迫降如此数量的日军。两万多日军被全部驱赶到包头煤矿区人工采煤。

由于西北军的强势，阎锡山的晋绥军已经失去了独立，与18集团军兵分两路，第18集团军走大同，经天镇，与李杜的第5集团军猛攻张家口，与关东军主力交战。而晋绥军则从正定路与王铁汉的第6集团军合围石家庄，此时加上晋绥军，云集在河北的西北军已经达到惊人的七十多万，王铁汉带过来的坦克集群，还有周大富的装甲混成1旅以及后续整补到位的坦克，突击炮，此时云集在河北战区的坦克，突击炮超过了1300辆，西北军的航空兵团也陆续运动到山西，还有河北一些就近的机场。

王铁汉集中了包括170门105mm，150mm重炮，6门列车炮，75mm榴弹炮，山炮，野炮690余门，除了小口径的战防炮，迫击炮开外，投入了超过860门上口径的火炮，在亚洲战史上也是第一次。加上300多辆坦克，突击炮，围住石家庄打了两个多月，全歼了死守这座华北重镇的四万余日军。继山西之后，第二次成建制大规楧的消灭了数万日军。

取得了石家庄战役的胜利之后，王铁汉抽调了晋绥军一部，以及第6集团军一部合计10万余人，携各式火炮500余门，坦克