援军亦损失惨重，第十军预十师师长孙明瑾中将、第七十三军暂五师师长彭士量中将、第四十四军一五〇师师长许国璋中将皆于此战役中阵亡，而第十军的战损一直到隔年的衡阳保卫战都未能得到充分补给，以致整个军在衡阳战役中只有７个团的兵力应战。在战役中，日军利用广泛生物武器和化学武器，在超过36公里半径的城市传播鼠疫。记者伊斯雷尔·爱泼斯坦目睹并报告了战役。1943年在中国大陆作战的波兰飞行员，看到了该城刚刚结束战斗后的面貌。他报道该战役中接近300,000平民死亡，当中不包括国民革命军和日军的士兵。会战结束之后