第三次长沙会战，我军伤亡2.8万人，击毙鬼子联队长5人、大队长5人、中队长4人、小队长10人，共歼敌5．6万人。日军被歼5.6万人，受伤人数不下万余，此战过后鬼子两年内没敢进犯长沙，可见此战的确重创了日寇。而正是因为守军官兵浴血奋战，拼死杀敌，才取得了这样的战绩。这次大捷极大地鼓舞了全世界人民反法西斯战线的勇气，同时进一步坚定了我国人民争取抗战胜利的民族信心。
第三次长沙会战胜利结束后，国民政府为有功部队及个人颁发荣誉旗帜和荣誉勋章。第10军军长李玉堂因为指挥部队作战有功，为第三次长沙保卫战的胜利立下了头功，被授予国民政府第95号青天白日勋章，和其一同获奖的高级将领唯有第9战区司令长官薛岳而已（第94号青天白日勋章）。第10军所辖三个师因为与日军作战时勇猛绝伦，给予日军沉重打击，为整个会战的胜利立下了汗马功劳，被国民政府分别授予最高军事团体荣耀旗帜——飞虎旗。具体获旗单位为：国民革命军第10军第3师，师长周庆祥；国民革命军第10军第190师，师长朱岳；国民革命军第10军预备第10师，师长方先觉。第10军是整个抗日战争期间，唯一一个所辖三个师同时获颁飞虎旗的军级单位。
二十七集团军也为悼念阵亡将士，举行了隆重的追悼大会。会场楹柱上的墨书楹联高度评价了阵亡将士的爱国主义精神：“一马当先，新墙河上功赫赫，雄风尚在；三军披白，汩罗江畔血丹丹，虽死犹生。”。民国政府为表彰133师营长王超奎的英雄业绩，将新墙乡改为“超奎乡”，相公岭（王超奎牺牲的地方）改为“王公岭”。133师弟兄们也获得很多荣升和奖励。
二十军在第二次长沙会战后即担任新墙河防守任务，但二十军只两个师、六个团，兵力不敷分配，于是长官部拨暂编第五十四师孔荷宠部归二十军节制指挥，加强防守力量。但孔师系游击队编成，不惟武器陈旧，兵员不足，而且军纪极其涣散松弛，孔荷宠本人在该师长沙办事处打牌吃喝经常不在部队。因此，杨汉玉军长电请长官部将孔师调走，另派得力部队接替。薛长官即将五十四师调长沙附近整顿，并将孔荷宠撤职查办。而以新二十师（师长李子亮、副师长李以勋，广东人）列入二十军建制，归杨汉玉指挥调遣。
第三次长沙会战后，薛岳心窥20军精良的武器装备和强大战力，又背着杨帅向蒋电请20军副军长兼133师长夏炯升任20军军长，原军长杨汉玉调升王陵基的30集团军任副总司令。事后被杨帅得悉，于是急电驻渝办事处长李定宇到军政部查询，果然委状刚办好尚未发出。便立即与何应钦部长商量，请他将委状搁置不予公布。