27日，中朝人民军队迅速将志愿军第63、第64、第15、第26、第20军及人民军第5、第2、第3军团主力，展开于临津江、汉滩川以北、芝浦里、华川、杨口、杆城地区进行防御。防守部队有重点地配备兵力,以火力封锁敌主要进攻方向的公路、铁路，并机动灵活地出击，积极打击敌人。28～30日，第65军对进攻涟川之美军第1军实施反击，歼其一部;第20军对进占华川地区之美军第9军实施反击，歼其一部。6月1日,志愿军第47、第42、第20、第27军于新幕、伊川、鸡雄山、黑云吐岭一线构成纵深防线。至10日，中朝人民军队将“联合国军”阻于“三八线”附近之汶山、高浪浦里、铁原、金化、杨口、明波里一线，第五次战役遂告结束。
此役，中朝人民军队共投入了十五个军的兵力，取得了胜利。经50天奋战，毙伤俘敌8.2万余人(其中志愿军歼敌6.7万余人)，挫败了“联合国军”以侧后登陆配合正面进攻、在朝鲜蜂腰部建立新防线的企图，摆脱了第四次战役时的被动局面，锻炼了新入朝的部队。经过这次较量，“联合国军”对中朝人民军队的力量重新做出估计，不得不转入战略防御，并接受停战谈判。
这次战役由于发起时间提前,准备比较仓促，战役歼敌目标企图过大,进攻纵深过远，志愿军伤亡较大(7.5万余人)，因而取得的胜利不够圆满。在此次战役中，我军在作战指导上存在着一些问题：即“打得急了一些”、“打得大了一些”、“打得远了一些”。此役证明，在敌我技术装备悬殊、特别是我缺乏空军掩护的情况下，“我军实行战略或战役性的大迂回，一次包围美军几个师，或一个整师，甚至一个整团，都难达到歼灭任务”。此役还突出地暴露出我军后勤供应不能适应大规模作战的要求。
