12月4日，柳潭里的陆战1师5团、7团终于撤回了下碣隅里，他们用3天时间才走完这22公里，一路惨遭志愿军层层截杀，平均1小时只能走300米，22公里道路上有1500多人伤亡。然而，志愿军也伤亡惨重，美军的一份史料中记述，“中国人在地面战斗，空袭，及严寒的天气里伤亡巨大。由于没有适当的御寒服装，志愿军的战斗力因为大批士兵被冻死冻伤而被严重削弱。大部分中共军队耗光了在过江时随身携带的弹药，而且食品也供应不上。”
12月5日，美第10集团军军长阿尔蒙德向守在下碣隅里的史密斯下令：“尽快撤退到咸兴地区。”当日晚，下碣隅里所有的美军火炮开始向两侧山地猛轰。6日清晨，大撤退开始。但美军也没忘记在逃跑前彻底毁灭下碣隅里这个供给基地。美军先用炸药炸，然后用推土机碾一遍，最后将堆积如山的食品、衣服、弹药泼上汽油烧掉。那些在几公里外山头上20余天没有吃过几顿饭的志愿军士兵，看着就快到手的大批给养被这样毁掉，心疼无比。
在古土里的水门桥是架在长津湖引水管道上的悬空单车道桥梁，桥下是万丈深渊，水门桥一旦被炸，撤往咸兴的美军可谓上天无路，入地无门。
20军曾经于12月1日、4日两次炸掉了这座桥，可每次都被美军工兵修好了。志愿军干脆把桥基也炸掉了。但出乎志愿军意料，美国空军居然从日本调来8套每套重达1.1吨的车辙桥组件空投到美军阵地，然后在悬崖上仅用两天不到的时间就架设了一座载重50吨、可以通过撤退部队所有车辆的桥梁。美国强大的国力优势和训练有素的部队反应能力在这次撤退中得以充分展现。
12日，美陆战1师终于在咸兴与美第3步兵师汇合。美军的两个师继续向南撤退，一直到达东海岸的咸兴市。一路上，虽然20军余部继续穷追不舍，但是第26军主力始终没有能够赶到投入战斗。在美军士兵的印象中，战役后期他们并没有受到什么有力的阻击。
1950年12月24日，亚洲时间的平安夜，美第10军从兴南港装船撤离，次日志愿军占领兴南，历时近一个月的长津湖战役，抗美援朝二次战役东线作战，同时也是整个二次战役落下帷幕。
战役思考：“战略上态势”上的一次大胜利
战后，双方战史都对本方的作战行动大加褒扬。9兵团收复了三八线以北的东部广大地区，在战略态势上取得了胜利。志愿军总部向9兵团发出贺电：“你们在冰天雪地、粮弹运输极端困难情况下，与敌苦战一月有余，终于熬过困难，打败了美国侵略军陆战1师及第7师，收复了许多重要城镇，取得了很大胜利。这种坚强的战斗意志与大无畏的精神，值得全军学习。”
而美陆战1师也把长津湖作战视为其骄傲的资本，美国军方为长津湖作战共颁发了17枚荣誉勋章、70枚海军十字勋章，是美军战史上为一次作战颁发勋章最多的一次。英国人麦克斯·哈斯丁在其著作中认为，“（美）陆战队员的表现是英勇的。他们从长津湖成建制的退出来，基本上保留了他们所有的重型装备。”《时代》杂志称长津湖作战是“是坚忍和勇气的史诗。”
根据美国公布的资料，在这场战役中，美军伤亡7000多人，其中阵亡及失踪2500多人，冻伤减员为7300人。关于志愿军在这次战役中的伤亡，官方没有公布具体数字，但是此战出现了我军历史上最严重的冻伤减员现象，冻伤3万余人，冻死4000余人，减员4万多人。部队之后经历了长时间的休整，没有参加第三次战役。志愿军在取得巨大胜利的同时也付出了沉重的代价。
1952年9月，第9兵团从朝鲜回国，车行鸭绿江边，司令员宋时轮要司机停车，下车后向长津湖方向默立良久，然后脱帽弯腰，深深鞠躬。当他抬起头来时，警卫员发现，这位满头花白的将军泪流满面，不能自持。这一颇具悲情色彩的场景无疑是对这场战役惨烈程度的最好注解。（参考书目：《冷战国际史研究》NO.6华东师范大学国际冷战史研究中心编著，世界知识出版社；《1950－1953朝鲜战争备忘录》胡海波编著，黄河出版社；《抗美援朝战争史》军事科学院军事历史研究部著，军事科学出版社；《第一次较量：抗美援朝的历史回顾与反思》徐焰著，中国广播电视出版社；《冰血长津湖》光亭，《突击》杂志第1、3期）
