6月11日12时，日军第一军在陕县郭家庄下达撤军令。下令熊兵团自11日日落后开始向陕县大营回撤。熊兵团至此实现了如期撤退。在前一天午夜时分还困扰于熊兵团一旦撤回，兵力将不足以继续进攻的吉本贞一，现在可以在大获全胜的前提下，从容让熊兵团返回原先的建制了。
而美国飞机扫射了撤退的中国军队之后，返回了又把情况报告给蒋介石。黄剑夫曾回忆他了解的内幕：“由于美国空军在飞机上看到从灵宝城附近撤退的部队分四路纵队下来，便将所见情况报告给蒋介石，并质问蒋：这些部队没有丧失战斗力，为什么不战而退？这使蒋很难堪。蒋严令胡宗南一定要将这次作战不力的军官查明严办”。陈廷祺也有与之互证的回忆：“六月二十五日，胡宗南在华阴指挥所召开灵宝战役检讨会议。会议前夕，蒋介石电令胡宗南：据美国空军志愿队飞机侦察及照相报告，豫西灵宝城、虢略镇一带守军后撤时，是整师、整军沿公路向后撤退的，并不是由于伤亡惨重不能固守阵地而撤退，应具实查明，并严惩未奉命令而擅自撤退的军、师、团长”。
一番扫射之后的美国飞机，带回并非“伤亡惨重不能固守阵地”的这一报告，促使蒋介石下令追究。过了约半个月，胡宗南在召开灵宝战役检讨会议时杀了一个师长、两个团长：第九十七师师长傅维藩、第一零九师第三二五团团长刘明、第一六七师第四九九团团长贺一迟三人被枪决。
另有多名军官被查办，包括第一零九师师长戴慕真被判有期徒刑五年、第九十七师第二九零团团长曾庆春被判无期徒刑。第一六七师少将师长王隆玑被降为上校，第九十七师参谋长王敏被撤职。
中国军队在作战范围里的十个师，竟有三个师长在战后被处理，一人给枪决，一人给关押，一人给降衔。可见这一仗不止是败退，更是一次蒋介石眼里的耻辱战败。然而，《第八战区灵宝战役作战经过概要》却记录为胜仗，甚至在结尾吹嘘成“赫赫之灵宝战役”。
