尽管华军第装甲军的侦察机发现苏军机械化军的重新集结和进攻，可是曾毅的第装甲师的阵地还是在对手余辆坦克（包括大量重型坦克）的猛烈冲击下被突入了多公里，与其友邻的装甲师的补给线有被切断的危险。而中国步兵第师则遭到了重创。但是机械化第军的反击毕竟是孤立无援：在该军的侧翼，红军其他机械化军的反击实际上已经失败了，他们的残余兵力正在握有制空权的华军追击下后撤。因此，机械化第军上述的进展反而使其陷入孤军深入、即将被合围的危险之中。
危险很快就变成了现实。华军装甲第师在装甲第师部分兵力和由第摩化军调来的摩化第师以及个步兵师的配合下，以绝对优势的兵力，很快便堵住了苏军的突破口。进而包围了孤军奋战的机械化第军。此时，经过长时间的交战、得不到补充的机械化第军的坦克弹药、油料几乎耗尽。苏军只好把那些没有了燃料的坦克埋进地里，充作掩体抵挡华军的攻击。在绝对优势华军的围攻下，该军只能组织最后一批装甲车辆分股拼死突围。月日，突围部队遭到华军步兵、炮兵和坦克部队的阻击。在残酷的战斗中，机械化第军坦克第师师长米沙宁少将所乘坐的坦克被华军击毁，米沙宁本人战死。里亚贝舍夫军长亲眼目睹了他的坦克被击中后起火燃烧的场面。
尽管损失惨重，已经被打得七零八落的机械化第军的一些部队还是得以突出合围。但到他们撤出重围后，全军只剩不到％的坦克和％的装甲车，损失掉的多辆坦克中被华军击毁的大约只有辆。而苏军东南方面军的机械化第、、军三个军在反突击后剩下的坦克加在一起也不过余辆而已。在红军的战斗中，南方集团军群的华军损失也并不轻微。到月日，第装甲集群的第装甲师战斗人员只剩不到％，第装甲师也只有％的兵员，而第、装甲师的情况仅仅比这个师略好一点而已。
战略撤退就在机械化第军陷入苦战并遭到惨败的同时，此前不久还为该军所取得的暂时胜利而欢欣鼓舞的东南方面军司令部正被失败气氛笼罩着。虽然采取了种种措施。但方面军司令部却无法与机械化第军取得联系，而其他机械化军的情况也非常不妙。机械化第、军发动的反击在付出重大代价后，到月日实际已被华军击退，而机械化第军好像就没有能够组织起什么像样的进攻。…,
严峻的形式迫使东南方面军司令部终于认识到：他们和莫斯科都曾寄予厚望的反突击已经彻底失败了。当初极力主张这次突击并积极其监督执行的瓦舒金，则由于巨大的失败而失去了吓唬机械化第军军长时的汹汹气势。转而陷入绝望并开枪自杀。残酷的事实迫使方面军司令部里还活着的人们清醒了过来，他们终于明白，战争已经不可能推进到敌人的国土上了。要保存方面军剩下的兵力，只能向后撤退。对于这一点，莫斯科也总算意识到了。不等东南方面军请求，苏军统帅部便下达了战略撤退的命令。
月日夜，苏军第、集团军受命在夜色的掩护下撤出了战斗。月日夜间。其它方向的苏军开始边打边撤，并将沿途的桥梁破坏殆尽，这是战争开始以来，红军第一次成功地大规模破坏桥梁。月日，已被苏军放弃的城市被华军占领。
同一天。东南方面军奉统帅部的命令从突出部撤向后方的“斯大林防线”。对东南方面军来说，要执行这个命令的前提条件是他们必须能够先于张至忠指挥下的华军第装甲集群到达防线。此时，该装甲集群的部队正从苏军第，集团军之间快速插向苏军后方。对损失惨重、摩托化程度低的苏军来说，要想赛过这支庞大的中国快速集群几乎是做不到的。
虽然形势不利，但与东方方面军相比。东南方面军的撤退仍然是成功的。为了使比较靠西的第、集团军能够与其他部队保持紧密的联系，方面军命令各集团军从不同的时间开始退却：两翼的第、集团军在月日夜间开始；中央的第、集团军在月日夜间开始。为了防止华军的穿插，东南方面军还给每个集团军指定了予以扼守的中间地区。
同时为了掩护撤退。波塔波夫将军指挥的红军第集团军受命从月日起对中国第装甲集群发动反击。该集团军为此动用了个损耗严重的军：步兵第、军，机械化第、军，其中步兵第军只有个步兵师和个团，而另一个师已经不知去向。他们所面对的是中国第装甲集群的个精锐师。
和前几次反击一样，苏军在没有充足的装备时间（不到一昼夜）、没有空中掩护的情况下匆匆忙忙的向中国人发动了进攻并遭到了严重的损失，已经没有多少火炮和坦克的苏军在战斗中大量使用了燃烧瓶（苏联的很多酒厂已经开始大量生产这种号称“莫洛托夫鸡尾酒”的武器）。他们所取得的最大进展是机械化第军用了天时间才推进了区区公里，而且很快就被中国人打退。
但这次战斗也并非毫无意义：在经受了红军这一系列的猛打猛冲之后。中国陆军总参谋部感到西北集团军群的装甲师在没有步兵掩护的情况下，侧翼非常不安全。因此在月日，第装甲集群暂时转入防御，以等待步兵师的到来。与此同时，中国陆军总参谋部对整个南线战场形势的判断也产生了错误：虽然他们早在月日便发现苏军有后撤的迹象，但直到月日总参谋长蒋百里还认为红军统帅部不会允许东南方面军实施战略撤退。在这些因素的制约下，中国第装甲集群并没有按照原计划对苏军纵深长驱直入，而是在和红军后卫部队的一系列艰苦的交战中缓慢前进。高科技军阀
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