还在9日，在汀潭东北阻击日伪军的新四军第三支队一部，由军参谋长周子昆指挥，趁日伪军后撤之机，攻占了南陵城。
10日（农历九月初十）天亮后，为解救日伪军困境，日机从芜湖出动数十架次，轮番轰炸泾县县城及以东的双坑、琴溪、赤滩、马头一带，以掩护日伪军残部渡江往宣城方向逃窜。
日伪军先头部队进至赤滩旁的马头、新店，国民党第五十二师未及堵截，此部日伪军渡过青弋江逃窜而去。
11日，新四军和国民党军一起向被困于双坑的日伪军后续部队发起进攻，日伪军残部突围至赤滩，也是从马头、新店渡过青弋江逃窜。
赤滩民众马金财夫妇在家中活捉1名日军，送交国民党军五十二师，可见日军败退的狼狈程度。
至此，皖南第二次反“扫荡”胜利结束。
此次大小战斗数十次（已可构成战役），新四军以少胜多，不仅收复了泾县县城（我第三支队还乘胜收复了南陵县城），保卫了新四军军部，而且歼灭日伪军1000余人①，缴获大小炮、轻重机枪60多门（挺）、步枪400余支。
泾县保卫战是新四军在叶挺军长指挥下，运用游击战和阵地战相结合的战术，用劣势武器有效抗击了装备精良的日伪军的进攻，是新四军以少胜多的战斗。
这次保卫战粉碎了日寇在皖南规模最大、投入人数最多、装备武器最精良、进犯路线最长的一次大“扫荡”。
它沉重地打击了日本侵略军的骄横气焰，鼓舞了全国人民的抗日士气，进一步扩大了共产党和新四军的影响。
蒋介石获知皖南反“扫荡”获胜的消息后，也致电叶挺，予以“嘉奖”。
事后，日军第十三军在皖南“扫荡”作战计划实施情况的报告中称：“因对广泛地区只以少数兵力作战不能取得战果，反使第十五师团在泾县附近被优势敌军牵制，其结果却为敌人提供了包围以及消灭日军的宣传材料”。
撤退避战的国民党第五十二师照会叶挺，要新四军限时退出泾县城防。叶挺军长为了顾全抗日统一战线的大局，命令新四军部队撤离泾县县城。
叶挺等人10月12日从前线返回，当回到云岭军部时，沿途群众夹道欢迎新四军凯旋。
军部为此在云岭陈家祠堂召开大会，庆贺反“扫荡”的胜利。当叶挺在大会上报告反“扫荡”情况时，激起会场上一阵又一阵的热烈掌声和欢呼声。
国民党第六行政专员公署在泾县召开庆祝皖南反“扫荡”胜利大会，专员兼泾县县长邓昊明代表地方政府向大会表示祝贺，向抗日军民表示慰问。新四军文工团登台演出了话剧《大风》《打鬼子去》等节目。
在云岭新四军军部旧址纪念馆的藏品中，有一具日军望远镜，就是在泾县保卫战时缴获来的，由时任新四军副参谋长周子昆的警卫员黄诚的后人所捐赠。
1940年，新四军皖南两次反日伪“扫荡”取得胜利，群众传颂的顺口溜云：
云岭村，军部蹲，叶挺和项英，打鬼子真操心。
鬼子进了汀潭村，叫兄弟，把命拼，打得鬼子爬小岭。
烧房子，打冲锋，一路烧到泾县城，鬼子进了牛角洞。
四面八方新四军，打得鬼子翻不得身，飞机大炮救不了他的命。
相映成趣的是，日本鬼子也编有一首顺口溜：
新四军，真讨厌，破坏公路拆电线，大军到来一个都不见！
一一一一一一一一一一一一注①（有些史料列出此次反“扫荡”歼灭日伪军3000余名，但本章采用《新四军征战日志》里的数据）