进攻部队仍能自由转移且战斗的实力也证明日军并没有因攻打临沂而失去战斗力，在清扫战场时，只仅清点700多具战场遗尸，未有大规模缴获日军装备；也显示国军是以惨胜的代价赢得这场战役。
影响.相较于防守的战术胜利，在这场战役搏回名誉的张自忠可说是最大赢家。在七七事变时，身为宋哲元部下的张自忠同样因弃守华北而被国内舆论羞辱，视为汉奸。临沂一役，张自忠不但与老同事庞炳勋和解，59军的善战也赢得各界赞誉，洗刷汉奸之屈；后来国军统帅部不但通令嘉奖，并于1938年10月12日提拔为三三集团军司令兼五