尽管日军连受重创，第36军也伤亡惨重。孙连仲看到富金山难以坚持长久，决定转移攻势，歼灭富金山当面之敌。
9月11日，孙连仲下令：第51军以两团向开顺街攻击，另以两个团由石门口向富金山腰之敌攻击；第138师主力向独山镇、石婆店之敌攻击；第71军800高地之守军向当面之敌攻击，并以有力一部由顺河店出击；第31师附独立第44旅经茶棚店、四里冈向叶家集攻击，第30师在将当面之敌肃清后，向郭陆滩、新集子推进；第27师向郭陆滩之敌攻击；第59军以三个团攻击南大桥之敌。各部队均于11日拂晓同时行动，不得有误。
9月11日，日军猛攻富金山及800高地，至午后，富金山除最高峰外均陷敌手。第36师师长陈瑞河曾率残部逆袭，虽给敌重大杀伤，但终因战斗兵员仅剩八百人，难于收复；800高地战况尤为激烈，第88师伤亡近千余人。第61师攻占红石桥西北端高地。至此，宋希濂只得以第61师第366团占领800高地至庙高寿一线阵地，掩护第36师残部撤退。
当天，富金山被日军占领。富金山既失，各部攻击也不奏效，第五战区代长官白崇禧指示左翼兵团缩短战线，确保商城、方家集之线。
宋希濂是蒋介石宠信的黄埔将领。对于宋希濂第71军的战果，无需战区再三报请，蒋介石早已心中有数。富金山战役后，蒋介石通电全军，予以褒奖。电文说：
“富金山之役，自3日起，敌以第13师团获洲全部与第11师团，竭全力向我宋希濂军阵地猛攻，并以空军及化学部队协同肆虐，激烈战斗，持续达九至十天之久，我第36师自师长陈瑞河以次兵夫，咸抱与富金山阵地共存亡之决心，坚守阵地，肉搏逆袭，支撑危局，始终保持富金山、800高地之阵地线，一再坚强抵抗，屡予敌以反击，士气极旺，迭挫顽敌。
至13日午后，敌再举猛攻，以飞机数队，往复轰炸，我预备队使用殆尽，营长及守兵80余人同时殉难，富金山遂陷敌手。但800高地依然仍在我手，并未被敌夺取。该师伤亡极重，所存寥寥。在所获敌军官日记记载，为其部队入中国以来首次遭遇最坚强之抵抗，并称为最优秀之敌云云。
而敌之损失综合各方面报告：四联队长伤二、亡二，旅团长沼田德重负伤，生死未卜，直认为开战以来空前未有激战，又部队长之死伤亦不尽讳言。是则守军陈师之壮绩，已获得超出的代价，尤其精神上足使敌确认为愈战愈勇，抗战精神，历史弥增，令其气短，……”
洋洋千言，淋漓尽致。
富金山之战，据日本军史资料记载：宋希濂军击毙日军4,506人，其中将校军官172人；负伤17,380人，其中将校军官526人。合计21,886人，其中将校军官698人。第36师原有二旅四团计11,000人，损失四分之三，约七八千人。这与淞沪抗战以来，敌我伤亡为一比三相比，表明是巨大的胜利（敌我伤亡约为三比一）！第36师取得的战果确实辉煌。
宋希濂荣获华胄奖章与奖状。第36师撤下来后，尚能编成一个团，由宋希濂亲自掌握，陈瑞河带着军官干部赴襄河接受整补。