由第四战区抽调来援的第46军等已进抵距衡阳8公里的二塘。衡阳失守后，第九战区以一部兵力在衡阳以西攻袭日军，主力撤至洪桥一带。日军经休整、补充后，9月1日开始进攻:第3、第13、第40、第58师团向零陵、全县，第116、第37师团向邵阳进攻。守军第37军在常宁进行了较顽强的抵抗;第79、第62军在白鹤铺、大营市一带，第74、第100军在渣江、永丰一带，稍事抵抗后再次后撤。

日军于9月5日攻占祁阳，7日攻占零陵，13日占道县，14日不战而占领筑有坚固国防工事的全县。至此，长衡会战结束。国民**统计中国军队伤亡90577人，日军伤亡66809人。日军第11军统计，至衡阳失守时，中国军队阵亡66468人，被俘22460人，被缴获的武器约为10个师的装备。

从会战开始至7月20日，日军战死3860人，战伤8327人，病7099人，总计伤亡减员19286人。但日军估计至8月中旬伤亡人数当达到4万至5万人。在这两场连续的战役中，日军总计动员兵力约51万，其参战兵力之多、作战地域之广，打破了日军侵华以来的空前记录，据称在日本陆军作战史上亦是史无前例的。

对中国军队而言，它也是1938年以来所遭遇到的规模和破坏力最大的一场战役。数十万士兵及无数的平民伤亡;国民**的统治区域被日军的南北通道切成两半;在失去1/4的工厂的同时，**的财政收入来源亦随之锐减。

日本军国主义分子正在狂热庆祝之时，赵继统再次给他们泼了盆冷水，他将6月15日，47架b-29从中国成都起飞，轰炸位于日本九州岛的八幡钢铁厂之事为先导，证明美国的新式飞机已经有轰炸本土的能力了。应该停止一切攻击型军事行动，首先先建立本土防卫圈，其次趁着德国还没有呈现颓势以前联合其寻求和平途径。

这次他没有找东条英机，而是找了杉山元将提议递交御前，虽然杉山元不同意暂停攻击，但是对于本土防卫圈的设想还是支持的，这也为他日后能担任本土第1总军的司令官打下了基础，也是天皇记住了铃木光吉这个名字。

后来从11月一1945年8月，美国空军对日本98座城市实行战略轰炸，共出动b一29轰炸机3.3万架次，投弹16万吨，炸死23万人，炸伤35万人，全日本24%的房屋变成废墟，更加证明了他的前瞻性。