战斗并没有因为剿灭日军指挥部而停止，反而打的更加的激烈。
不过日军因为丧失了指挥部的统一指挥，只能陷入各自为战的混乱状态，得不到有效的统一作战。
二十九军的战士们，东西两路出击。在次日清晨的时候，西路部队由于有安大争的帮助。不仅剿灭了驻扎在营房村的骑兵中队，还直接歼灭了日军旅团指挥部，自旅团长服部兵次郎以下所有人全部被击毙。
连决死电报都没有来得及发出。
而且，在赵登禹将军剿灭日军指挥部之后，就已经立刻联系二十九军军部，告知军长宋哲元，歼灭日军指挥部一事，好让全军配合行动，尽量扩大战果。
因此在赵登禹将军回程时，在蔡家峪与正在攻打日军驻扎在此的炮兵大队的部队会合。
歼灭日军炮兵大队后，兵合一处，又直接进攻白庄子之敌。双方打到下午，除少数日军逃走外，成功全歼剩余日军。
而东路军同样也取得了重大战果，东路军由刘汝明率领，从铁门关东侧出击，直捣日军驻扎在尖要山一带的大本营。
战斗打的惨烈无比，由于得到赵登禹将军剿灭日军旅团指挥部的消息，宋哲元将军立刻改变计划。从夜袭战改为总攻，派出106旅，108旅陆续参战。
第53军万福麟部也率部加入战斗，国民党军队猛增至2万余人。将日军混成第14旅团剩余的两千多人团团围住。
由于联系不上旅团指挥部，日军第25联队大队长川岛平一郎临时接管指挥权，并迅速向关东军驻沈阳司令部大将武田信义紧急求援。
武田信义立刻命令沈阳机场的轰炸机在允许起飞的情况下起飞支援战场。并且紧急命令第6师团抽调两个大队，一个炮兵中队，一个装甲车小队，共计2800余人从赤峰方向出发。第8师团抽调两个大队共计2300余人从承德平泉方向出发火速增援喜峰口。并电令川岛平一郎不惜一切代价突围。
而国军方向，张学良，何应钦等将领立刻命令汤玉麟部第5军团，第6军团共计10人分别牵制日军第6，第8师团部队。并抽调第7军团两个师，并一个骑兵团3万余人拦截日军赤峰增援之敌。第8军团抽调两个师2万8千余人拦截日军承德增援之敌。全力配合二十九军务必全歼日军喜峰口之敌。
一时间整个热河省打的空前激烈。
消息很快传到南京国民政府，老蒋得到消息后，振奋无比。直接电报嘉奖二十九军，并要求位于北平的宋子文前往喜峰口督战并嘉奖全军。
战斗一直持续到第三日的中午，虽然二十九军将士们奋勇杀敌，然而日军凭借有利地形，抵死防守。
加之汤玉麟部消极作战，负责阻击之部队以十倍兵力居然没有拦住区区两千多人的日军增援部队。歼灭日军混成第14旅团未竟全功。
加上二十九军连续作战三天两夜，疲惫不堪。最终撤回长城沿线，震惊全国的“喜峰口大捷”自此告一段落。
此一战歼灭日军混成第14旅团4300余人，除200余人存活外，其余人全部被歼灭。