2、刘汝明第68军为全军后卫，保护主力转移。
考虑到第59军伤亡太重，早在3月16日，徐祖诒即建议该军撤出战役，转往郯城修整，被张自忠回绝。
中方伤亡：1，庞炳勋第3军团停止3月26日，庞部已伤亡殆尽，庞炳勋致蒋介石密电称“总计战役兵，现不满千人”。连络徐祖贻致李宗仁电“庞军兵力丧失过巨…已失战役力”，即便考虑到庞有保存力量夸大伤亡的身分，按庞部战役兵万人计，亦可约略看出庞部伤亡当在8000人以上。
第2次临沂战役后，于麟章称第38师“减员万余人”，张自忠遂决定将该师归并编成一个旅，约千人，归军直接批示。据180师39旅参谋长杨遇春回想文称，该旅“只剩下200多人，其他3000余人皆伤亡。”杨作为旅参谋长，供应的本旅战役伤亡人数数据应当是可托的。・
16日，第五战区号令各军队别离向豫、皖鸿沟山区突围。中**队且战且退，阵形稳定，按部就班地向西、向南撤退。日军阻一处，中**队冲一处，无所不破，雄师向河南南部及湖北北部集结，各路都接踵冲出重围。为制止与上风之敌作耗损战，当各路敌军向徐州步步合围时，李宗仁令所部各路守军，作稍事抵当后，即相机撤向山区、湖沼地区，停止“化整为零”的游击战，与仇敌胶葛了月余。5月18日傍晚，李宗仁与长官部官兵一应职员700余人，乘夜色经宿县、蒙城，超出敌之包抄圈移驻潢川。留守徐州城的刘汝明部在萧县一带伏击日军第9师团，对日军形成严峻伤亡。日军见中**队大部已走，诡计于徐州城围歼刘汝明部。刘汝明部佯作死守状，及见各路雄师撤尽，按照蒋介石的号令，放弃徐州城，奇妙地跳出日军数十万雄师的重围，安然转移。敌军不但没有击溃刘汝明部，乃至连一个上尉也没有捉到。日军的华中调派军的13师团一起杀来，发明李宗仁唱了一出空城计，又令一心想争功的华北方面军大感波折，日军伤亡了万余人的代价，获得了一座空城。5月下旬，各路雄师按号令的线路，全数安然撤抵皖西、豫南地区。日军沿陇海铁路西进，6月6日占据开封。为禁止日军进步，蒋介石9日命令在郑州东北花圃口四周炸开黄河大堤，河水经中牟、尉氏沿贾鲁河南泛。日军被迫向黄泛区以东地区撤退。会战结束。