場上很快形成了追擊的場面。恰在這時，向北逃竄的蒙軍迎頭碰到了四王子的騎兵。大概四王子已經料到蒙軍一定會向北逃竄。
戰場上一片混亂，魯大虎站在一處高地，欣喜的望著戰鬥的場面，臉上的表情顯得十分平靜。現在已經無需下達任何命令，每名士兵都知道自己應該怎樣做，都在尋找各自的目標追逐，那裡有敵人他們就主動的殺向哪裡，整個戰鬥場面已經沒有任何懸念。
蒙軍胖師長在攻擊的那一刻，便失去了有效指揮。身邊只有自己的親信嫡系部隊在拼命抵抗。當北面出現四王子的騎兵時，胖師長急中生智，率領自己的人馬選擇向西逃跑。別說這小子的選擇很正確，畢竟四王子的騎兵數量有限，而且把大部分兵力都佈置在北部。
胖師長率部在西部成功突圍，然後再折向北部。到達內外蒙邊境地帶時清點人馬，胖師長髮現自己麾下只剩下三千人馬。後來他們沿著內外蒙邊境地帶艱難的逃回呼倫貝爾草原。而直接選擇向北部率先逃跑的蒙軍，碰上四王子的騎兵部隊後，也許出於膽寒，也許是自己同胞的緣故，不少蒙軍官兵選擇下馬投降。在四王子部隊加盟後，蒙軍士兵選擇投降的人數越來越多。
戰之中午，追擊部隊陸續返回，戰場上站滿了大批俘虜。經過清點戰俘人數竟然達到四千之眾，由於沒有爆發激烈的對決，因此死傷計程車兵不多。一場酣暢淋漓的伏擊作戰圓滿結束，除蒙軍胖師長率領三千人馬逃跑外，還有一千多人零散的逃脫，其餘的全部被殲滅和被俘。
戰場上的硝煙還沒有散盡，一彪人馬飛奔到魯大虎面前，四王子從馬上縱身躍下，魯大虎上前和四王子緊緊擁抱。魯大虎說：“王子殿下，我代表全體將士感謝你的大義凌然，你是蒙古人民的真正勇士，為了祖國領土的完整，你的功績畢將彪炳千秋。”
四王子笑說：“魯師長過獎了，穆副司令說得好，我們都是中華民族的一員，你就不用和我說外道話了，都是自家人何必分的如此清楚。”四王子接說：“魯師長我有個請求，請把這些俘虜交給我，我要收容他們，請你務必答應我。”
魯大虎痛快說：“王子殿下，你的請求沒有任何問題，我不僅把這些俘虜全部交給你，整個戰役所有俘虜的蒙軍士兵全部交給你。”四王子大喜說：“魯師長，藉著大勝我希望貴部協助我佔領整個察哈爾地區，我要逼迫雲王這個牆頭草就犯。下一步我要對德王用兵，我要徹底打垮這個日本人的走狗。”
魯大虎大喜說：“王子殿下，我會全力支援你，需要什麼儘管說，你放心武器彈藥需要多少我支援多少，而且分文不取。”也許在這一刻，草原歷史徹底的改變了，這正是穆亞平所要的結局，日後日本人想在草原上輕而易舉的達到戰略目的，恐怕不是哪嘛容易了。
魯大虎率部鏖戰的時候，南線的作戰同樣展開。現在雙方已經沒有任何秘密，蒙軍現在所面臨的就是如何逃跑問題。白虎臣率部在沽源和多倫之間迎面碰到撤退的蒙軍第二師，毫無戀戰的蒙軍一觸即潰，開始玩命的奔逃。
白虎臣率領一個團騎兵尾隨一部蒙軍向多倫追擊而來，由於蒙軍開始全面潰退，方圓幾百公里的戰場，演變成攔截和追擊作戰。這股逃跑的蒙軍來到多倫城下，沒有想到多倫已經被佔領，他們遭到痛擊後，迅速繞過多倫，向北面錫林郭勒奔逃而去。
尾隨其後的白虎臣來到多倫，他命令部隊繼續追擊逃跑的蒙軍，而自己率領幾名部屬，有些疑惑的走進多倫，自己並沒有出兵多倫，是什麼樣的隊伍佔領了多倫。見到趙猛才知道多倫被他們佔領了。趙猛向他講述瞭如何襲擊蒙軍運輸隊，如何分兵，隊長又如何率領一隊偷襲日軍機場，他又如何偷襲了多倫。
白虎臣欣喜說：“趙隊長，你們偵察大隊可是全軍的寶貝，我早就聽說過。今日一見果不其然，真讓人羨慕哇！怎麼樣和我們一起戰鬥吧！”趙猛無奈說：“旅座，實不相瞞，我們接到命令撤回山西去，因為我們的任務完成了。既然你們來了，多倫就交給你們了。
白虎臣決定把指揮部設在多倫，繼續截擊從這個方向逃跑的蒙軍。目前蒙軍第二師已經被徹底打亂，他們沿著東北方向逃竄，而白虎臣的另外兩個團也在分頭追擊蒙軍。仗打到這種份上，已經是最大限度的殲滅多少蒙軍的問題了。
錫林郭勒德王府一片狼藉，渡邊一郎及屬下被大本營緊急招回，而德王也準備逃跑。野戰機場被偷襲，轟炸機和飛行員全部陣亡，引起日本大本營的震動，現在日本關東軍根本抽不出重兵前往草原，因此渡邊一郎也就暫時完成了