张古山的攻取封死了日军第一零六师团的最后退路，可以说张灵甫的死守为最终全歼该师团起到了至关重要的作用，张灵甫抱着战至最后一兵一弹的决心，与日军反复冲杀，最终守住了张古山主阵地，突围的日军残部全部被堵在了张古山下，稻叶四郎可谓是上天无路，入地无门！
各部队悍勇无畏，前赴后继，踏尸猛冲！一夜血战，日军第一零六师团的防御阵地彻底崩溃。
激战至十日清晨，第六十六军收复万家岭、田步苏，第四军收复大金山西南高地和箭炉苏以东高地，第七十四军收复张古山，第九十一师收复杨家山东北无名村，第一四二师收复杨家山北端高地。
战斗中，第四军前卫突击队突至万家岭第一零六师团司令部附近，自身也伤亡非常之重，但是全体官兵亦发扬有我无敌的作战精神，猛冲猛打，日军第一零六师团中将师团长稻叶四郎死于混战之中。
据战役结束后一名日俘供认：“中国曾经几次攻至师团部附近，司令部勤务人员，都全部出动参加战斗，稻叶四郎师团长也持枪参加战斗，最后一支突如其来的中国军队突击队的出现，彻底的击垮了师团部最后的抵抗，战至中午第一零六师团残部千退守雷鸣鼓刘、石马坑刘、桶汉傅、松树熊等不到五平方公里的地区内固守待援。冈村宁次严令各部不惜代价，增援万家岭，天空中日军战机犹如飞蝗。
鉴于已经全歼日军第一零六师团主力，并且击毙其师团长稻叶四郎中将、第一零六师团参谋长秋山义隆大佐、步兵第一一一旅团旅团长山地恒少将、步兵第一三六旅团旅团长青木成一少将、步兵第一一三联队联队长田中圣道大佐、步兵第一二三联队联队长饭野贤大佐、步兵第一四五联队联队长长市川大佐等一百二十余名官佐被击毙于万家岭一役。
鉴于此次战役的主要目的已经达到，而各部队伤亡均极惨重，于是薛岳命令各部撤出战斗，全军退守永丰桥、郭背山、柘林一线。随后，薛岳电禀武汉军委会，此次敌穿插迂回作战之企图虽遭挫折，但我集中围攻，将敌突入之部队全面给予歼灭，开创成建制歼灭日军师团之先例。
历史上根据日本俘虏后来交代，当时只要国军再推进一百公尺，日军第一零六师团的松浦淳六郎师团长就只得剖腹了。
这差点成为八年抗战中唯一一次全歼日军一个师团的战例，但是差一点终归是差一点，而且现在指挥第一零六师团的并不是历史上的松浦淳六郎，而是骄横一时的稻叶四郎，而且高飞还干掉了畑俊六亲自组织的军官团空投支援。
在这样的结果之下，稻叶四郎所指挥的第一零六师团自然是在劫难逃！稻叶四郎本人尚数弹，日军第一零六师团遭到全歼，急匆匆赶来的日第二十七师团、第十六师团、第六师团唯一能够做的就是替第一零六师团的侵略者们收尸！