这股敌人原是国民党晋绥军出击的目标。但是，国民党军却没有按预定的协同计划配合八路军作战，致使日军敢于集中力量向八路军侧翼攻击，企图为老爷庙和小寨村的敌人解围。在八路军消灭了上述被围之敌、开始攻击东跑池之敌时，国民党晋绥军却又放弃团城口阵地，使敌人夺路而逃，丧失了取得更大战果的机会。
在这次作战中，八路军115师歼灭了日军精锐第5师团第21旅团共1000余人，缴获步枪1000余支、机枪20多挺，击毁汽车100余辆、马车200余辆，取得了抗战以来第一个大胜仗。打破了“大日本皇军不可战胜”的神话，给企图在几个月内灭亡中国的日军一个迎头痛击。它极大地鼓舞了中国军民的抗日斗志，激发了中国人民的抗日热情，也增强了八路军战胜日本侵略者的信心。
平型关战役之后，蒋介石也给八路军发来贺电。
说长道短话日军
从北伐到长征的10年中，打了数不清的仗。但在平型关，林彪是第一次与日本人作战。这一仗虽然只歼敌1000多人，同林彪过去的战绩相比，这根本就是小打小闹。但林彪的历史却紧紧地与平型关连在一起，好多人一提起林彪，就马上想到平型关，一提起平型关战役，马上就想到了林彪指挥的115师。平型关也因为115师在这里打了一仗而名扬天下。长城上的关隘很多，除山海关和居庸关以外，可能就数平型关的知名度最高了。
平型关战斗只能算是一个小仗。它与后来李宗仁指挥的台儿庄之战和杜聿明指挥的昆仑关之战相比，都不属于一个级别。但它在中国人的心目中，却占有不可替代的地位。究其原因，主要是，平型关之战是抗日战争爆发以来日军遭到的第一次重大打击。平型关战斗的意义，在于它取得了中国全面抗战以来的“零的突破”。
林彪在平型关战斗结束后，于10月17日之前撰写了《平型关战斗的经验》一文。写这一总结的目的，是为了向其他八路军部队提供值得借鉴的经验和需要吸取的教训。在总结中，林彪指出了日军作战的缺点和长处。他写道：
“敌人实有许多弱点可为我乘。但敌人确是有战斗力的，也可以说，我们过去从北伐到苏维埃战争中还不曾碰过这样强的敌人。我所说的强，是说他们步兵也有战斗力，能各自为战，虽打败负伤了亦有不肯缴枪的。战后只见战场上敌人尸骸遍野，却捉不着活的。敌人射击的-->>
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