面佯攻吸引注意力，伊-16编队从高空俯冲下来，对准日军轰炸机进行攻击，打完立刻拉高脱离。
第二波次的战斗持续了将近半个小时。
中国空军以损失四架伊-15和两架伊-16的代价，击落了五架日军九七式战斗机和三架九八式轻轰炸机。
剩余的日军机群在炸弹投完之后，失去了继续作战的意义，又得不到有效的战斗机掩护，只能被迫调头返回基地。从那以后，日军再没有发动过大规模的空袭行动。
今村均在密林里跑了整整一夜。天亮的时候，他带着最后几个卫兵和参谋钻出了山区，看到了远处南宁方向的地平线。
但他回头看的时候，身后还能跟着的人已经不到五十个了，散落在遍地的尸体和被击毁的车辆残骸中。
第五师团六万余残兵在这场突围战中损失殆尽，只有少数零散的溃兵在侥幸逃脱之后隐入山林不知所踪。
一月中旬，苏杭下令发起最后的总攻。
第五军三个师分四路从四个方向同时发起突击，二百师从北面压向九塘，荣誉第一师从东面沿着山路推进，新二十二师从西面穿插到第五师团指挥部后方，军直属装甲团从南面直插昆仑关主阵地。
日军残部被分割成数块，逐次围歼。
第五师团各部丧失了统一指挥，溃败已成定局。
到战役结束时，第五师团十万大军逃出包围圈的不足千人，五个战车联队的一百八十余辆坦克全部被击毁或缴获，火炮损失超过千门。
桂南会战以国军的全面胜利告终。