冀中军区此次发动反攻，在历时半个多月的战斗中，先后收复冀中地区二十多座县城，歼灭日伪军近万人，取得了辉煌的战果，沉重的打击了日军的嚣张气焰，同时有力的配合了冀东大暴动和武汉会战的进行。
由于我军发动的此次反攻，使得日军不得不从前线抽调兵力，回援华北地区，以稳固后方。这样一来使得负责配合华中派遣军进攻武汉的华北派遣军，直到10月份才开始对武汉外围发动进攻。
10月初，日军第106师团主力孤军深入到了万家岭地区。当发现日军第106师团孤军深入之后，薛岳将军认为机会难得，随即给武汉军委会和9战区司令部发电请示，拟抽调大军，歼灭突入该敌，以定后方。
军委会随即复电表示同意，决心既下，薛岳将军乃从德星路、南浔路、瑞武路三个方面抽调第66军、第74军、第187师等部会同正面阻击106师团的第四军，四面包围，全力出击，10余万军队开始在崇山峻岭中运动，对日军106师团形成了合围。
身在九江的冈村宁次从空军侦察中发现薛岳给他的106师团伏下了一个口袋阵，立即命令106师团向北转进，向第27师团靠拢，同时命令27师团警戒106师团右翼，企图把106师团接出重围。日军第106师团师团长松浦淳六郎中将接到冈村命令，急忙行动，但紧要关头，松浦淳六郎和他的参谋发现难于识别地图！这次武汉会战中，日军所使用的五万分之一比例的军事地图，正是1926年冈村从孙传芳那里窃取来后，由参谋本部印刷发至各部队的，里面多有不准确之处，无法比照参照物予以纠正，他们试图借助指南针标定方向，可当地又有磁铁矿藏，指南针失灵。如无头苍蝇般在山中冲撞一两日，处处遭到中队阻击，也未找到一条生路。106师团注定了在劫难逃。
经过数天之激战，在中队的打击下，日军第106师团损失惨重，特别是日军基层军官伤亡惨重，华中派遣军司令官畑俊六大将亲自组织向万家岭地区空投了200多名联队长以下军官，以加强力量，这在整个中国抗日战争中是绝无仅有的。
11日，第106师团残部千退守雷鸣鼓刘、石马坑刘、桶汉傅、松树熊等不到5平方公里的地区内固守待援。冈村宁次严令各部不惜代价，增援万家岭。鉴于基本歼灭106师团的主要目的已经达到，而各部队伤亡均极惨重，薛岳命令各部撤出战斗，全军退守永丰桥、郭背山、柘林一线。随后，薛岳电禀武汉军委会：“此次敌穿插迂回作战之企图虽遭挫折，但我集中围攻，未将该敌悉歼灭，至为痛惜。”