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忻口战役创下歼敌逾万的纪录，虽然最后中国方面失利，付出了重大牺牲，它的意义仍不容低估。中国守军英勇抵抗，消耗了大量敌军。此役还破坏了日军的河北平原会战计划，为平汉线中国军队南撤赢得了宝贵的时间。
八路军政治部主任任弼时高度评价了忻口战役的功绩：“敌曾以全力猛攻忻口，遭受了忻口抗战部队的猛烈的袭击。忻口战争是华北抗战中最激烈的战争，郝、刘两将军在前线同时作了壮烈的牺牲，卫立煌将军指挥下的全线部队，虽遭受了重大伤亡，毫未动摇；许多忠勇将士的英勇奋斗，是值得每个同胞永远纪念的。”
虽然在一些战场上，中国军队的抵抗十分勇敢，但日军在华北战场整体还是有长驱直入之势。他们分别于10月13日占领石家庄及平汉铁路北段，14日占领归绥（呼和浩特），16日攻陷包头，11月13日占领济阳，进到黄河北岸。华北大部分重要城市被日军占领。
太原失陷后，国民党军队向西南撤退。华北战场上的正规战争便基本结束，而由敌后游击战争支撑着华北的抗战局面。八路军进入单独作战的新阶段。根据党中央的指示，八路军大力开展独立自主的游击战争，创建了一批抗日根据地，如晋察冀根据地、晋东南根据地、鲁中根据地等等。随着抗战的发展，广大爱国青年踊跃参加抗日革命军队，抗日根据地不断巩固和扩大。