当晚，其乘坐飞机离开武汉前往衡阳。
10月25日，日军第6师团牛岛支队先头部队占领汉口；10月26日，第27师团占领武昌；10月27日，汉阳沦陷。
至此，武汉三镇全部沦陷，武汉会战已经基本宣告结束。
而陈默的中央警卫军所部，其中玄武师和第三师跟隨薛岳的第一兵团退往修水河南岸地区；而他自己则带著余下的四个师以及李延年的第2军退往了洞庭湖以东地区。
至11月中旬左右，中日双方再次进入相持阶段。
武汉会战是中国抗日战爭从战略防御转向战略相持的转折点，也是日本由战略进攻被迫转为战略保守的开始。这场会战深刻改变了中日战爭的走向。
对中国的影响：在战略撤退中贏得生机
粉碎速胜，拖入持久战：中国军队以空间换时间，成功粉碎了日军“速战速决”灭亡中国的企图。日军没有歼灭中国军队主力，反而陷入了他们最不愿看到的持久战泥潭。
爭取宝贵时间，奠定长期抗战基础：会战为將大量工业和人才迁往西南大后方爭取了时间。同时，会战也凝聚了民族精神，鼓舞了全国军民的抗战意志。
对日本的影响：陷入消耗战的无底深渊
兵力物力遭受巨大消耗：此战日军虽胜，但付出了惨重代价。巨大的消耗使其无力再发动大规模战略进攻，兵力不足的问题也日益严重。
国力枯竭，战略破產：庞大的战爭开支远超日本国力。不仅“速战速决”战略彻底破產，也迫使其放弃“北进”计划，转而实施“南进”。
日军发动武汉会战的目的就是想通过占领武汉（和广州）来迫使国府投降，但最终国府不仅没有投降，还在武汉会战后构筑了大量新的防线。
鑑於种种原因，日本陆军省於1938年12月6日下达了新的《对华处理方略》。方略中明確规定在华日军不应企图扩大占领地区，而应积极扶植新的傀儡政权，拉拢亲日势力。
以“指导『新中国』建设，恢復（占领区）治安为根本”。
而在华的兵力也“需要作大的调整和整顿，以適应长期持久作战需要”。
可见，武汉会战后，日军已经放弃了对中国的战略进攻，而是將军事重点放到了对庞大占领区的维持上。
而国府內部的某些蛀虫也开始了自己的行动。
11月3日，日本首相近卫文麿发表第二次对华声明，提出“建立以日本为盟主的东亚新秩序”，將中国与偽满洲国纳入其体系，公开拋出诱降方案。此时广州、武汉相继沦陷，汪精卫集团对抗战前途彻底悲观，加紧与日本秘密勾结。
11月12日—13日，汪精卫的代表梅思平、高宗武在上海与日本参谋本部中国课长今井武夫举行秘密会谈，初步確定以汪精卫为首组建偽政权的基本框架。
双方约定了叛逃步骤：汪精卫逃出重庆后，日本发表“和平声明”，汪隨即响应，云南龙云首先宣布独立，四川等西南省份跟进响应。