东北军战胜的捷报很快通过广播、报纸等迅速传遍关内关外、大江南北。此次东北会战共计消灭日军10万多人，全歼日军第8、第9两个常设师团并且击毙日军三名中将级军官、5名少将级军官和12名大佐军官（其中7人战死，另5人则是死于东北军特种部队的狙击暗杀），另外俘虏日军1275人，辉煌战果可以说是前所未有。不但对日军造成了近代以来最沉重的打击，挫败了日本妄图吞并东北的野心，更重要的是这一振奋人心的战报让千千万万的中国人重拾了国民的自尊和自信心。自甲午战争后的中国一直被日本这个“一衣带水的千年文明友邦”欺辱压榨，日本军队屡屡侵犯中国国土肆无忌惮屠杀中国国民抢夺中国财富矿藏，霸占中国琉球、台湾等领土，践踏中国主权，强迫历届中国政府签订一个个丧权辱国的不平等条约，甚至妄图窃取中华神器，狼子野心昭然若揭！近四十年来中国一直屈服于这个曾经臣服中华千年、文明礼节无不来自中华的日本！国家气节、国民自尊早已经荡然无存！可是今日，忍无可忍的中国，忍无可忍的中国东北军凭着一己之力终于爆发了中华民族压抑了数十年，甚至上百年积累的愤怒！让丑陋的东瀛倭国感受到了华夏民族的怒火！
东北沸腾了！四千万东北人民沸腾了！自战胜之日起，东北辽宁、吉林、黑龙江、察哈尔、热河、绥远六省和北平、天津二市便陷入了疯狂的欢庆中。东北各大城市以及广袤的农村纷纷用最热烈的方式来庆祝自己的子弟兵浴血奋战换来的胜利。各大商店的烟花爆竹被抢购一空，整个东北日日夜夜鞭炮齐鸣、烟火腾空；各个城镇乡村的戏院剧台纷纷开幕演出挤满了群情激昂的人群一起用东北传统的戏剧歌舞欢庆胜利；各大城市主要大街和乡村广场上，人们欢欣鼓舞敲锣打鼓载歌载舞。游行狂欢人群甚至让东北的城市交通陷入瘫痪，数百万东北平民涌上街头汇聚成欢庆的庞大队伍，彩旗气球飘扬、鲜花标语漫天飞舞，热血沸腾的群众热烈地高呼震耳欲聋的口号——“东北军万岁！”“张少帅万岁！”“胜利万岁！”震天声响直冲云霄；报纸广播上，东北社会各界向张学良和东北军发来的祝贺歌颂文章、电报雪片般铺天盖地飞来，光是张学良的帅府每天收到的祝贺电报书信就多达数百公斤；而东北各界民众寄往东北各参战各部队的慰问品更加是堆积如山。人们在庆祝胜利的时候也没有忘记了为了胜利而英勇捐躯在辽南前线的东北军殉国官兵，此战东北军也付出极大的代价，参战部队三个方面军十多个师俱伤亡过半，其中106师几乎损失殆尽，全师参战前15800余人此时仅剩一个营不到900人，109师、107师、101师等部队伤亡率都在75%以上，其中牛元峰（少将）和张宗昌（中将）两名师长殉国，包括黄显声还有4名师长在战斗中受伤，团级军官伤亡19人，总体统计东北军伤亡人数达到115000余人，其中阵亡7万5800余人。大批的平民自愿者纷纷前往前线战场请求参加收敛牺牲官兵遗体和救治伤兵事宜；东北各家各户不约而同素烛鲜花祭奠阵亡官兵英灵，一些地区民众还自发捐款修建纪念碑；沈阳等大城市市中心广场烛光点点，白纱飘扬，香火缭绕，寄托着围聚默哀的人们对阵亡将士的哀思。
尽管南京国民政府或多或少采取了一些阻扰手段，但是关内广大国统区的人民还是获知了东北军战胜的消息，热血的青年学生和爱国群众也纷纷用各地特有的庆祝方式来欢庆东北军的胜利。祝贺电文和慰问信如雪片般飞向东北，各界慰问团携带着各种慰问品，甚至赶着猪牵着羊奔赴河北国统区和东北之间的交通军事关卡。《大公报》报道：“此次暴日侵我东北，举国公愤，张学良将军保土卫民，孤军血战，忠勇义烈，钦佩莫名，尚祈整饬军旅，继续奋斗，还我河山。”上海《生活周刊》道：“张学良少帅和东北边防军众将士奋勇抗战，义薄云霄，全国感泣，人心振奋。”著名教育家和诗人陶行知赋诗《敬赠张学良少帅》颂道：
神武将军天上来，浩然正气系兴衰；手抛日球归常轨，十二金牌召不回。
国际上的反响更加是掀起滔天巨浪，积弱近百年的中国仅仅一支地方武装便将已经跻身世界列强的日本打的惨败这一消息让各大国政府先是持怀疑态度后又经过确认不得不承认东北军的战绩。这场会战也极大提高了中国在国际上的地位同时也大大改变了很多国家对中国的态度和立场以及外交策略，一批批各国军事观察家和外交人员也如过江之鲫般前往沈阳和南京了解情况传达各国政府的表态。
德国《人民观察家报》：中国东北军英勇作战的顽强精神值得德国军队的学习
美国《华盛顿报》：东北会战让日本军队遭受到近代以来最沉重的打击
意大利《罗马报》：清帝国破碎后的中国正在悄悄崛起
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