忻口会战共中国军队共伤亡七万多人，在忻口一线伤亡五万多，其中晋绥军两万多，中央军近三万，在娘子关一线的中国伤亡两万多人。
这一战消灭日军三万人，这还是忻口一线日军的损失，至于娘子关一线的伤亡情况都无法统计。
如果单纯计算战死的话，中国军队只比日军稍微多一点，这个战损比可以说是非常漂亮，远远超过了中日双方之前的预想，按照中日高层之前的预想，中日军队之间的战损比至少会在五比一，并且由于经过华北作战和淞沪会战，中日军队之间战损比的确都在五比一以上，往往牺牲五个以上的中国军人才能杀伤一名日军，在有些战斗中的战损比更高，有时候要达到牺牲十个来换一个日军，所以在中日高层来看，中日对战之中，中国方面几倍于日军的伤亡才合理。此战中日军队之间几乎持平的战损比，令所有人震惊，尤其忻口一线面对的还是日军的王牌精锐部队。
不过仔细一想也属于正常。
中国军队的损失主要是在前期，由于前期对日军的战斗素质没有成算，还是按照内战时对待其他国内军队的打法进行防守，被第五师团上来就上了一课，前线部队，尤其是中央军十四集团军各军的阵地，防炮、防空能力完全不够，在日军火炮、飞机的密集轰炸下伤亡很大，同时对日军士兵的单兵作战能力估计不足，阵前很多官兵一露头就被爆头，机枪火力点刚开始发射就被掷弹筒炸毁，就连高级军官也对日军了解不足，这也是郝梦龄军长等人壮烈阵亡的原因之一。
但是到了战斗僵持期，总结出日军的作战方式后，前线和部队都进行了有意识的规避，并且有了晋绥军堪称强大的炮兵支持下，伤亡逐渐变小。
到了后期反攻之时，这时就是中国军队追着日军打，这个时候的战损对比更高，日军此时的伤亡非常大，从开始崩溃到撤退到平型关的过程中损失上万人，而中国方面这时的损失极小。
此战之后，中日双方都进行了总结，中国方面总结的能够获胜的原因为：
第一，此战中忻口和娘子关的地理地形都非常有利于守军，而不利于日军，忻口和娘子关的地形简直是为防守而定做的，虽然两地地形并不完全一样，但是都是一夫当关万夫莫开之地。日军惯用的迂回等战术在此没有施展的余地，日军只能硬碰硬。同时在晋北，多山地的地形也利于在敌后打游击，日军的后勤很容易就被截断。
第二，中国军队后勤补给方便，而日军劳师远征，后勤运输不利。而晋绥军为代表的中国军队是在本土作战，有同蒲线可以将太原生产的物资源源不断的运到前线，并且人员的运动和补充也非常方便。