当日军伤亡过半时，我386旅的勇士们高呼着冲了上去，与日军展开了肉搏战，日军大部分成了刀下鬼。一小股日军向西逃窜，逃到神头村后，利用民房和窑洞进行抗击，想固守待援。陈赓发现后命令紧靠村子的一个排：“立刻把村子夺回来！”

　　这个排是蒲达义率领的，向来以勇猛善战而威名远扬，这一次他们同样也没有辜负旅长的期望。他们用机枪火力作掩护，一个班从正面攻，两个班从侧面攻，一个猛冲，连续攻占两幢民房，以伤亡5人的代价打死打伤十几个日军，硬是把日军赶出了村子。散落在旷野的日军像受了惊的羊群，四处逃散。11时半，除100多个日军逃回潞城之外，1400多日军被消灭，还俘虏8人，缴获长短枪550余支。第129师伤亡240余人。

　　神头岭伏击战是八路军继平型关、广阳伏击战后进行的又一次较大规模的歼灭战。日本随军记者也不得不称此战是八路军第129师的“典型游击战术”。刘伯承对神头岭的伏击战术作了精辟的分析：“这次采用‘吸打敌援’的战术。袭击黎城驻守之敌，以吸引涉县、潞城两地敌人来援，在必经之路东、西黄须和神头岭予以伏击。袭击是手段，伏击才是目的。”