为保卫武汉，国军进行的一系列英勇的防御作战，使日寇在推进途中付出了重大代价。
在长江北岸，日寇在田家镇要塞攻防战中战死287人，战伤866人。
在长江南岸，在江西马头镇要塞，华国守军与日寇恶战8昼夜，杀伤了大量日寇。
在富池口要塞同国军与日军血战近10天，多次击退日军进攻，最后，无耻的日寇竟向国军施放毒气才占领。
在庐山南北，国军与敌展开激战，取得万家岭大捷，日寇伤亡万余人，俘虏30人。
在大别山地区，国军在富金山顽强阻击日寇，给予了重大杀伤，歼敌万余人，使日军每个中队平均减员到40余人，大队长一级的军官也伤亡颇多。
同时，张自忠等将领巧妙阻击日军，致使日军付出了5000余人伤亡的代价才得以突破。在河南信阳，国军持续阻击日军，歼敌2600余人。
在此期间，独立纵队灵活支援了宋希濂、张自忠、汤恩伯、薛伯陵所部，获得了不错的效果，独立纵队也抓住时机自主出击，前后一共弄死了两三万日本鬼子。
武汉会战期间，华国空军也积极参与了作战。在苏联航空志愿大队的支援下，华国空军与日军航空兵大战7次，击落78架日军飞机，并炸沉23艘日军炮舰，有力地支援了地面部队的阻击作战。
华国海军在沿江要塞布设水雷，设置岸防炮，击沉日舰多艘，迟滞了日军沿江进攻的速度。
由于国军顽强、持续的阻击，各路日军在付出惨重代价后，至10月底才完成由北、东、南三面对武汉的战略包围。
国军从持久战的战略角度出发，不与日寇决战，从武汉地区撤退，保存有生力量持久抵抗。武汉会战历时4个半月，以国军主动撤出武汉而告结束。
从战役角度而言，日军攻占了武汉三镇，控制了华国的腹心地区，取得了武汉会战的胜利，但从战略的角度而言，日军没能实现预想的结束华国事变战略意图。
日本统帅部认为“只要攻占广州和武汉，就能支配华国”，故此日本御前会议决定发动武汉会战，迅速攻占武汉，以迫使华国政府屈服。
为此日本还妄想：“集中全国力量，在本年内达到战争目的，结束对华国的战争”。
但华国政府未因广州、武汉被日军攻占而屈服，日本妄想占领广州和武汉后结束与华国战争的战略意图也落空了。
华国政府在武汉失守后声明：“一时之进退变化，绝不能动摇我国抗战之决心，任何城市之得失，绝不能影响抗战之全局，国人要更哀戚、更坚忍、更踏实、更刻苦、更猛勇奋进，戮力于全面、持久之抗战。”
而在日寇占领区后方，大批的抗日民众起来反抗，大片国土又被抗日力量收复。就如日军内部的共识：“日军占领区所谓治安恢复地区，实际上仅限于主要交通线两侧数公里之内地区”。
因而武汉会战，不仅使日本又遭受了一次战略失败，而且成为日本由战略进攻走向战略保守的转折点。主要原因有二：
一、速战速决的战略构想被彻底粉碎
由于国军的坚强抗击，日本动用了此时能够集结的最大兵力，发动了陆、海、空装备上的最大优势，苦战四个半月，不但没能歼灭国军的主力部队，没有摧毁国军的抗战意志，反而让日军的有生力量遭受了严重的损失。
根据日军武汉会战的统计资料，第11军战死24506人，负伤17381人 ，第2军战死42300余人，负伤17600余人，还病死900余人 ，加上海军和陆、海航空兵的伤亡人数，总计约10.55万人。
国民政府军事委员会军令部根据各部队战报，统计出来的日军伤亡人数则为25.6万人。
武汉会战之后，本来就感到兵力捉襟见肘的日军，随着战线的拉长，兵力不足的弊端益发严重，再也无力组织像淞沪、武汉会战这样大规模的战略进攻，被迫进入战略保守阶段。
这就使得华国的抗战历程由战略防御转变为战略相持，日本则陷入了最不想见到的持久作战泥潭。
日本侵华策略从军事打击为主、政治诱降为辅，改成以政治诱降为主、军事打击为辅。
日军作战目标从主要兵力进行正面战场的作战，改成主要进行占领区的“治安”作战。
二、日本国力因战争耗损过大而经济状况开始急剧恶化
日本是一个岛国，缺乏战略资源，主要依靠进口，而日本的经济实力并不是很强。
“七七事变”时，日本储备的黄金，包括发行纸币的准备金，全部只有13.5亿日元。
日本的黄金储备量从最开始就限定了这场战争的规模不能太大，时间不能持续太久，否则日本经济就会崩溃。所以日本发动了战争后，却又千方百计地想要尽快解决“华国事变”。
为了维持侵华战争，日本1937年进口的军需物资总额达到9.6亿日元”。
到1938年的6月份，为了进行武汉会战，日本连学校教练使用的步枪都被收回用于装备新组建的部队。由于兵员持续增加，日本的能源、粮食、劳动力都凸显不足。
武汉会战结束后，日本军费的支出逐渐累计至61.56亿日元，已经远远超出了日本的黄金货币储备量，从而使日本经济进入崩溃状态。
日本已经没有充分保障军队军事物资供应的能力，日本中央统帅部首脑痛苦不堪、压力山大，日军陆相在内部说：“外强中干是我国的现状，时间再延长就很难维持了”。
在武汉会战之后，日军的装备、人员编制、战斗力，都比武汉会战之前有所下降。这也使得日本不得不改变在华国战略方向，意图“以战养战”、 “以华制华”。
武汉会战华国广大官兵总体上是英勇顽强的，杀伤了大量日寇，给日寇以沉重的打击。
但由于国军的战略战术比较死板，基本是进行阵地防御，与日军拼消耗，伤亡惨重，国民政府军事委员会统计伤亡超过40万人，其中254628人壮烈殉国。
华国幅员辽阔，日军可以绕过国军的坚固阵地，鬼子的惯用战法就是迂回包抄。在作战策略上国军也有许多不足：“兵力大多部署成连绵不断的一线式阵地进行防御作战，多采用添油式硬拼，缺乏强有力的战略预备部队。
在会战过程中，国军经常处于被动地位，每次都是在日军大行动之后才急忙补救，拆东墙补西墙，在指挥体系上，受派系影响很大，不能如臂指使。
许多兵力资源不是根据作战需要分配，而是按派系、资历拨付，。指挥机构臃肿，命令、报告的传达，从军事委员会经过战区、兵团、集团军、军团、军5个层次才能到达基本战略单位的各师，贻误战机是常有的事。
第9战区司令长官的陈石叟所写的“武汉会战之教训”相对而言比较实际，他认为：
一、作战计划不宜频繁变更，不然各部将深陷不能追随之苦，此次会战之最高指导有此弊端。
二、要充分了解和考虑部队的现状和实力，要有所预判，不能处处追随敌人。
例如此次撤离武汉的时间，原定8月底，后改为9月18日、9月底、双十节，直至10月20日，国民军事委员会负责人还在武汉没有撤离。
国军转战数月疲惫不堪、已被敌人重创的部队不得不在金牛、保安一线竭力苦撑，导致后来的转移未能按照计撤退划实施，全军陷于无序溃退。
三、未经训练之部队不能参战。如此次王陵基部遇敌即溃，导致影响全局战斗。
四、对装备精良之敌，应诱至山区再与之决战。一到山地，则敌之优势难以发挥，如万家岭大捷是也。”
日军占领武汉后，温暖派遣30个马仔对波田支队进行血腥的狙杀，每天都有数十或数百波田支队的官兵被狙杀，以致波田支队不敢走出军营、日夜两班轮换睡觉。
即使波田支队的官兵躲在营房里，半夜也会被迫击炮急袭。
半个月后，又有差不多一个联队的官兵被马仔们弄死，波田支队有些士兵的精神已经不怎么正常了，无奈之下，波田支队剩下的一个联队被调往他处整补。